Движение тела при криволинейном движении

Криволинейное
движение
Презентация к року физики
подготовлена учителем
МБВ(С)ОУ В(С)ОШ №39
г. Новосибирска
Шевченко Н.А.
Криволинейное движение –
это движение, траектория которого
представляет собой кривую линию
(например, окружность, эллипс, гиперболу,
параболу). Примером криволинейного
движения является движение планет, конца
стрелки часов по циферблату и т.д. В
общем случае скорость при
криволинейном движении изменяется по
величине и по направлению.
Криволинейное движение материальной
точки считается равномерным движением,
если модуль скорости постоянен (например,
равномерное движение по окружности), и
равноускоренным, если модуль и
направление скорости изменяется
(например, движение тела, брошенного под
углом к горизонту).
Траектория и вектор перемещения при криволинейном движении.
При движении по криволинейной траектории
вектор перемещения S направлен по хорде, а l –
длина траектории.
Мгновенная скорость движения тела (то есть скорость
тела в данной точке траектории) направлена по
касательной в той точке траектории, где в данный
момент находится движущееся тело.
Мгновенная скорость при криволинейном движении.
Криволинейное движение – это всегда ускоренное
движение. То есть ускорение при криволинейном
движении присутствует всегда, даже если модуль
скорости не изменяется, а изменяется только
направление скорости. Изменение величины скорости
за единицу времени – это тангенциальное ускорение:
или
Где vτ, v0 – величины скоростей в момент времени
t0 + Δt и t0 соответственно.
Нормальное ускорение - это изменение
скорости по направлению за единицу
времени:
Нормальное ускорение направлено по радиусу
кривизны траектории (к оси вращения).
Нормальное ускорение перпендикулярно
направлению скорости.
Центростремительное ускорение – это
нормальное ускорение при равномерном движении
по окружности.
Полное ускорение при равнопеременном
криволинейном движении тела равно:
Движение тела по криволинейной траектории можно
приближённо представить как движение по дугам
некоторых окружностей
Движение тела при криволинейном движении.
Центростремительная сила - сила,
действующая на тело при криволинейном
движении в любой момент времени, всегда
направлена вдоль радиуса окружности к
центру ( как и центростремительное
ускорение)
Рассмотрим примеры
криволинейного
движения
ЗАГАДКИ
ОБЫКНОВЕННОГО
ВОЛЧКА
Волчок - это незамысловатая с виду игрушка,
которой развлекались дети всех времен и народов.
Но она обладает целым рядом удивительных и на
первый взгляд необъяснимых свойств!
Ж. Б. Шарден. Мальчик с волчком. 18 век.
Кроме обычного волчка существует ещё его
усложнённый вариант - юла, которая имеет
механизм для раскручивания.
"Поведение волчка в высшей степени
удивительно! Если он не вертится, то
сразу опрокидывается, и его не
удержать в равновесии на кончике. Но
это совершенно другой предмет, когда
он кружится: он не только не падает, но
и проявляет сопротивление, когда его
толкают, и даже принимает все более и
более вертикальное положение." - так
говорил о волчке известный
английский ученый Джон Перри.
Японские волчки
Волчки были привезены в Японию из
Китая и Кореи около 1200 лет назад.
Волчок составляет одну из любимейших
игр в Японии." Некоторые сделаны очень
искусно: они спускаются с горы, танцуют
на канате, разлетаются в куски, которые
продолжают вертеться."
В настоящее время в Японии
насчитывается около тысячи разных
видов волчков , формы которых могут
быть самыми различными - от
обыкновенных вертящихся волчков до
изделий сложной, причудливой формы.
Их размеры колеблются от 0,5 мм
до 90 см.
В зависимости от того, как они приводятся в
движение, различают вертящиеся, трущиеся,
управляемые нитью и бросаемые волчки.
Некоторые из них во время раскручивания
жужжат.
Волчок из Греции
Этот детский волчок родом из Греции. Внутри он
пустой, а на боку есть дырочка - – когда крутится,
то воет, как волк в лесу.
Дрейдл
Дрейдл или еврейский волчок - четырехугольный
волчок, с которым играют еврейские дети во время
праздника Ханука. В дрейдл принято было играть
еще со времен греко-сирийского царя Антиоха I в.
до н. э.
Тромпо
Тромпо — популярная в Латинской Америке игрушка, волчок
грушевидной формы, обычно изготавливаемый из древесины.
Наконечник, на котором вращается тромпо, часто изготавливают
из стали. Запускают игрушку обычно вращением шнура,
обёрнутого вокруг неё.
В Испании эта игрушка известна под названием пеон, в ряде
стран Южной Америки — как рунчо.
В Мексике, Колумбии и Перу, тромпо настолько популярен, что
даже проводятся чемпионаты по его запуску.
Зимняя народная игра в волчок в России
Чтобы привести волчок в движение, его ставили на
ладонь левой руки, указательным пальцем правой руки
быстро раскручивали вправо и во вращающемся
положении бросали на лёд. Затем его гоняли небольшим
кнутом. Устраивались состязания: чей волчок, вращаясь,
дольше простоит, чей дольше прокрутится по
непротоптанному снегу, кто дальше прогонит свой
волчок одним ударом кнута , у кого он перепрыгнет
через канаву, или через бревно и т. д.
“Колесо смеха”
На эффекте вращательного движения основано
устройство своеобразного развлечения – “колеса
смеха”, которое можно видеть, например, в
парках культуры. Посетители имеют здесь
случай на самих себе испытать действие
инерции. Публика размещается на круглой
площадке – стоя, сидя, лежа, – кто как желает.
Скрытый под площадкой мотор плавно вращает
ее около вертикальной оси, сначала медленно,
потом все быстрее, постепенно увеличивая
скорость. И тогда под действием инерции все
находящиеся на платформе начинают сползать к
ее краям. Сначала это движение едва заметно,
но по мере того как “пассажиры” удаляются от
центра и попадают на окружности все большего
и большего радиуса, скорость, а следовательно,
и инерция движения сказываются все заметнее.
Никакие усилия удержаться на месте не
приводят ни к чему, и люди сбрасываются с
“колеса смеха”.
Земной шар есть, в сущности, такое
же “колесо смеха”, только гигантских
размеров. Земля, конечно, не
сбрасывает нас с себя, но она все же
уменьшает наш вес. И на экваторе,
где скорость вращения наибольшая,
уменьшение веса от этой причины,
доходит до 1/300 доли. А вместе с
другой причиной (сжатие Земли) вес
каждого тела на экваторе
уменьшается, в общем, на
полпроцента (т. е. на 1/200), так что
взрослый человек весит на экваторе
примерно на 300 г меньше, чем на
полюсе.
ДЛЯ ТЕХ, КТО НЕ
ХОЧЕТ СПАТЬ !
( " копаем на 5")
Задача 1. Два одинаковых спутника Земли
вращаются по круговым орбитам, радиусы
которых в 2 и 4 раза больше радиуса Земли.
Найдите отношение силы притяжения между
Землей и каждым спутником.
Задача 2. Подвешенный
на нити шарик равномерно
движется по окружности в
горизонтальной плоскости.
Какой вектор указывает
направление вектора
равнодействующей всех
сил, приложенных к
шарику?
Задача 3. Сравните центростремительные
ускорения двух тел, которые движутся с
одинаковыми скоростями по окружностям
радиусами R1 = R и R2 = 2R.
Задача 4. В какой из указанных точек
траектории движения автомобиля, движущегося
с постоянной по модулю скоростью,
центростремительное ускорение минимально?
ЭТО
ИНТЕРЕСНО!
Бактериальные моторчики представляют собой
единственный в природе пример подлинно
вращательного движения. Два кольцевых
элемента — один внутри клеточной мембраны,
другой снаружи — выступают в роли
электрических ротора и статора. Этот типовой
электромоторчик, работающий от тока в одну
квадрильонную (10 -15 )Ампера, передает
мощность на палочкообразный элемент подобно
тому, как карданный вал передает мощность
мотора на колеса. А тот приводит во вращение
спиральные нити жгутиков шести пропеллеров.
Причем, когда бактерия движется вперед, все ее
моторчики (а их порой — десятки) вращаются
против часовой стрелки, если смотреть с хвоста.
Спиральные нити скручиваются в плотные
жгутики.
Команда американских астрономов обнаружила
чрезвычайно плотное космическое тело XTE J1739285, называемое нейтронной звездой, вращающееся
со скоростью 1122 оборота в секунду!
КОНЕЦ.