... > Физика (ЕГЭ) > Кинематика абсолютно твердого...

Кинематика абсолютно твердого тела

НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ

Абсолютно твердое тело Поступательным вращательном Частота Период ускорение Вращательное движение
ПОЛНЫЙ ОТВЕТ
БЕЗ ВОДЫ
Без воды — краткий вариант ответа,
легко понять и запомнить

Как известно, кинематика помогает нам как бы упростить задачу об описании движения физического тела. Давайте рассмотрим в качестве примера резиновую уточку для ванны. Какие виды движения мы можем продемонстрировать с помощью резиновой уточки?

  1. Деформация — мы можем изгибать уточку как угодно (материал, из которого она изготовлена, это позволяет). При этом выбранные точки уточки будут совершать движение.

  2. Поступательное движение — мы можем взять уточку и переставить в другое место, при этом отрезок, соединяющий две точки уточки, останется параллельным самому себе.

  3. Вращательное движение — мы можем поворачивать уточку в пространстве так, что она будет описывать круговую траекторию.

Часто деформацию можно не учитывать при решении кинематических задач. Специально в таких случаях используют еще одну модель — абсолютно твердое тело.

Абсолютно твердое тело (далее АТТ) — это такая модель тела, которая нужна для описания механического движения (в нашем случае это машинка). Расстояние между двумя точками АТТ не меняется при ее движении.

Машинка может двигаться поступательно и совершать вращательные движения в зависимости от условия задачи. (Рисунок 1)

Рисунок 1. Виды движения тела

Рисунок 1. Виды движения тела

Поступательным будет движение машинки, если отрезок, который соединяет случайно выбранные точки на кузове и капоте машинки, остается параллельным самому себе при движении. В этом случае все точки машинки описывают одинаковые траектории, совершают одинаковые перемещения и проходят одинаковые пути. Для описания такого вида движения машинки достаточно описать уравнением движения одну из ее точек.

При вращательном движении все точки машинки будут описывать круговые линии вокруг неподвижной оси с центрами. (Где еще мы можем видеть такой вид механического движения: дисковая пила более удобна, чем ножовочная.) Давайте посмотрим!

При этом у машинки появится угловая скорость, которая равна отношению угла поворота к промежутку времени, необходимому для совершения этого поворота. При таком движении угловая скорость всех точек рассматриваемой машинки будет одинакова. (Рисунок 2)

Рисунок 2. Угловая скорость и угол поворота

Рисунок 2. Угловая скорость и угол поворота

Частота обращения показывает, сколько полных оборотов в единицу времени совершает машинка.

Период обращения — время, за которое машинка совершает один полный оборот вокруг оси.

Центростремительное ускорение связано с угловой скоростью как

Вращательное движение является равномерным. Равноускоренным оно будет, если угловая скорость и угловое ускорение имеют одинаковые знаки. В обратном случае движение будет с отрицательным ускорением. Вращательное движение будет описываться таким законом движения:

Кстати, колеса машинки совершают именно вращательное движение при ее движении.

А ты знаешь?

Движение АТТ можно представить как результат поступательного и вращательного движений. Отличным примером будет та же планета Земля. Судите сами: Земля вращается вокруг Солнца, а Солнце, в свою очередь, двигается к другой звезде, Веге. Вот и получается, что движение Земли происходит по спирали.