Группа № 11 ФИЗИКА
Урок № 17
Тема: Вращательное движение твердого тела.
Цели: рассмотреть вращательное движение твердого тела.
ПЛАН
1. Проработка теоретического материала
2. Решение задач
Теоретический материал
Вы знаете, что в физике для упрощения исследования реальных ситуаций часто используются модели. Одной из механических моделей, используемых при описании движения и взаимодействия тел, является абсолютно твёрдое тело- тело, расстояние между любыми двумя точками которого остаётся постоянным при его движении.
2. Поступательным называется такое движение абсолютно твёрдого тела, при котором любой отрезок, соединяющий любые две точки тела, остаётся параллельным самому себе. Примером поступательного движения может служить свободное падение тел, движение лифта, поезда на прямолинейном участке дороги. При поступательном движении все точки тела описывают одинаковые траектории, совершают одинаковые перемещения, проходят одинаковые пути, в каждый момент времени имеют равные скорости и ускорения.
Для описания поступательного движения абсолютно твёрдого тела достаточно написать уравнение движения одной из его точек.
Тема: «Вращательное движение твердого тела».
 |
Каждая точка вращающегося вокруг оси тела, проходящей через точку О, движется по окружности, и различные точки проходят за время Δt разные пути. Значит АА1> ВВ1, и поэтому модуль скорости точки А больше, чем у точки В. Радиусы окружностей поворачиваются за время Δt на один и тот же угол Δϕ.
Угол ϕ - угол между осью ОХ и радиус-вектором.
Быстрота вращения тела зависит от угла поворота радиус-вектора. Она характеризуется угловой скоростью.
|
|
Угловая скорость тела при равномерном вращении - это величина, равная отношению угла поворота тела к промежутку времени, за который произошел поворот. Угловая скорость обозначается буквой
ω (омега).
Угловую скорость можно выразить через частоту вращения. Если тело совершает ν оборотов за 1 с, то время одного оборота равно 1/ν секунд. Это время называется периодом вращения. Обозначается буквой Т.
 |
Угол Δϕ=2π соответствует полному обороту тела:
Если при равномерном вращении угловая скорость известна и в начальный момент времени t0=0 угол поворота ϕ0=0,то угол поворота тела за время t равен:
Угловая скорость принимает положительные значения, если угол между радиус-вектором и осью ОХ увеличивается, отрицательные - когда он уменьшается.
Скорость точки, движущейся по окружности, называют линейной скоростью. При вращении твердого тела разные его точки имеют неодинаковые линейные скорости, но угловая скорость для всех точек одинакова.
Между линейной скорость любой точки вращающегося тела с его угловой скоростью существует связь. Точка, лежащая на окружности радиусом R, за один оборот пройдет путь 2πR. Время одного оборота тела равно Т, то модуль линейной скорости равен:
Т.к. ω=2πν, то v=ωR,
Модуль ускорения точки тела, движущейся равномерно по окружности, можно выразить через угловую скорость тела и радиус окружности:
Чем дальше расположена точка твердого тела от оси вращения, тем большее по модулю ускорение она имеет.
|
|
Решение задач
1. Ротор мощной паровой турбины делает 100 оборотов за 2 с. Определите угловую скорость.
Дано:
N=100 об.
t = 2 c
Найти: ω.
Решение:
2. Два шкива, соединенные друг с другом ремнем, вращаются вокруг неподвижных осей (см.рис). Больший шкив радиусом 20см делает 50 оборотов за 10 секунд, а частота вращения меньшего шкива 2400 оборотов в минуту. Чему равен радиус меньшего шкива? Шкивы вращаются без проскальзывания.
Дано:
Найти - 
Решение:
Из условия задачи ученик видит что, шкивы соединены ремнем, следовательно, линейные скорости их равны:
но частота вращения разная.
Сокращает на 2π обе части.
Отсюда имеем:
и так, как в условии известно 
, то можем записать:
Отсюда находим радиус второго шкива:
Вторая неизвестная величина 
Запишем формулу периода обращения для большего шкива:
так как по условию задачи нам известно число оборотов за 10 секунд.
Подставим в формулу (1) и получим конечную формулу:
Домашнее задание: проработать конспект, учить § 16;
Решить задачи на стр. 61 (А2, А3)
Информационные источники (основные учебники по предмету)
Мякишев Г.Я. Физика. 10 класс. Учеб. для общеобразоват. организаций: базовый уровень / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Сотский; под ред. Н.А. Парфентьевой – М.: Просвещение, 2016. – 416 с.: ил. – (Классический курс).
Ответ отправить на адрес электронной почты:
o.petrichenko07@gmail.com