Равнопеременное движение. Законы изменения дуговой координаты и скорости

Равнопеременное движение – это движение, при котором скорость тела (материальной точки) за любые равные промежутки времени изменяется одинаково. Ускорение тела при равнопеременном движении остаётся постоянным по модулю и по направлению (a = const).

Равнопеременное движение может быть равноускоренным или равнозамедленным.

Равноускоренное движение – это движение тела (материальной точки) с положительным ускорением, то есть при таком движении тело разгоняется с неизменным ускорением. В случае равноускоренного движения модуль скорости тела с течением времени возрастает, направление ускорения совпадает с направлением скорости движения.

Равнозамедленное движение – это движение тела (материальной точки) с отрицательным ускорением, то есть при таком движении тело равномерно замедляется. При равнозамедленном движении векторы скорости и ускорения противоположны, а модуль скорости с течением времени уменьшается.

9. Поступательное движение твердого тела.

Поступательным движением твердого тела называют такое движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, остается при движении параллельной своему первоначальному направлению. Поступательное двнжение может быть и прямолинейным, и криволинейным. Например, кузов автомобиля, движущийся по прямолинейному участку дороги, совершает прямолинейное поступательное движение; кабинка вращающегося колеса обозрения совершает криволинейное поступательное движение.Свойства поступательного движения определяются следующей теоремой: «При поступательном движении все точки тела описывают одинаковые (совпадающие при наложении) траектории и имеют равные по модулю и направлению скорости и ускорения». Следовательно, поступательное движение тела вполне определяется движением какой-либо его точки, а изучение движения сводится к уже рассмотренной задаче кинематики точки. Задавать поступательное движение можно, например, с помощью трех декартовых координат любой точки тела, являющихся функциями времени

(2.2)

Так как для описания положения тела в пространстве надо задать три независимых параметра (декартовы координаты одной из его точек), говорят, что тело при поступательном движении в пространстве имеет три степени свободы.Поскольку скорости и ускорения всех точек твердого тела при поступательном движении одинаковы, можно пользоваться терминами «скорость тела» и «ускорение тела», подразумевая скорость и ускорение любой его точки. При координатном способе задания движения скорость и ускорение тела определяют по их проекциям на координатные оси, которые равны первой и второй производным от соответствующих координат по времени:

(2.3)

(2.4)

Модули скорости и ускорения определяются по формулам:

(2.5)

10.Вращательное движение твердого тела. Его кинематические характеристики.

Вращением вокруг неподвижной оси называют такое движение твердого тела, при котором две какие-либо точки, принадлежащие телу, остаются неподвижными. Прямую, проходящую через эти точки, называют осью вращения тела. Перемещение тела из одного положения в другое называют поворотом. Все точки тела, лежащие на оси вращения, неподвижны. Тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, имеет одну степень свободы, так как его положение в пространстве в любой момент времени полностью определяется одним независимым параметром – плоским углом j между двумя плоскостями: неподвижной и подвижной, жестко связанной с вращающимся телом (рис. 2.1). Этот угол называют углом поворота тела и измеряют в радианах. При этом принято считать угол поворота j положительным, если поворот тела, наблюдаемый с положительного направления оси Оz, виден происходящим против хода часовой стрелки.Таким образом, закон вращательного движения можно считать установленным, если задан угол поворота тела как функция времени

Основными кинематическими характеристиками вращательного движения тела в целом являются угловая скорость и угловое ускорение. Угловая скорость тела – это векторная величина, характеризующая интенсивность и направление изменения угла поворота тела. Алгебраическое значение угловой скорости равно первой производной по времени от угла поворота тела Угловое ускорение тела – это векторная величина, характеризующая интенсивность изменения угловой скорости. Алгебраическое значение углового ускорения равно первой производной по времени от угловой скорости тела или второй производной по времени от угла поворота тела.

Размерность угловой скорости в системе СИ – рад/с, размерность углового ускорения – рад/с2. Число оборотов тела N и число оборотов в минуту n связаны с углом поворота j(t) и угловой скоростью следующими зависимостями:

j = 2pN рад;

11.13Равномерное и равнопеременное вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.