TEMAT 13: Ruch po okręgu. Ruch po okręgu jest przykładem ruchu

TEMAT 13: Ruch po okręgu.
Ruch po okręgu jest przykładem ruchu zachodzącego w dwóch wymiarach. Przy
czym torem ruchu po okręgu jest okrąg. Przykład: ruch wskazówek zegara.
Ruch jednostajny po okręgu, to taki ruch w którym wartość prędkości liniowej nie zmienia
się (v=const.).
Przykładem ruchu jednostajnego po okręgu może być ruch paproszka leżącego na
obracającej się płycie gramofonowej, lub ruch obiektu leżącego na powierzchni
obserwowany z bieguna ziemskiego w układzie nie obracającym się wraz z Ziemią (np.
wtedy, gdy jedna oś układu odniesienia cały czas jest zwrócona na Słońce lub odległą
gwiazdę).
Wielkości fizyczne charakterystyczne dla ruchu po okręgu:
Przyspieszenie dośrodkowe
W ruchu jednostajnym po okręgu przyspieszenie (jako wektor) nie jest równe zero,
mimo że wartość prędkości nie zmienia się. Z dwóch składowych przyspieszenia: stycznej i
normalnej tylko jedna ma wartość zero.
·
składowa styczna (zmieniająca wartość prędkości) ma wartość zero
·
składowa normalna (zmieniająca kierunek prędkości) jest niezerowa,
Jest tak, ponieważ kierunek prędkości ulega ciągłej zmianie - prędkość musi być ciągle
zakrzywiana do środka okręgu. Dlatego z ruchem jednostajnym po okręgu związana jest stała
wartość przyspieszenia nazywanego przyspieszeniem dośrodkowym.
Okres ruchu po okręgu
Okres ruchu po okręgu (T) jest to czas, po którym obiekt wykona jeden pełny obieg całego
okręgu. Jednostką okresu jest sekunda (minuta, godzina...) Symbol[jednostka] - T[s]
Częstotliwość ruchu obrotowego i ruchu po okręgu
Częstotliwość (f) jest to ilość obiegów okręgu wykonanych w jednostce czasu.
Jednostką częstotliwości jest jeden herc f[Hz = 1/s]
Siła dośrodkowa
Siła, która działa na ciało poruszające sie ruchem jednostajnym po okręgu. Ma kierunek
zgodny z promieniem okręgu i zwrot skierowany do środka okręgu.
Doświadczenie pokazujące działanie tej siły:
Zakręcony sok
Spis Wzorów:
Znaczenie symboli:
T – okres ruchu (w sekundach s)
f – częstotliwość (w hercach)
v – wektor prędkości liniowej (w metrach na sekunde)
F – siła odśrodkowa (dośrodkowa - przeciwnie skierowana) (w niutonach)
m – masa ciała w ruchu (w kilogramach)
r – promień okręgu (w metrach)
ZADANIA: (Pamiętaj o sprawdzeniu rachunku jednostek.)
Powodzenia! ;)
1. Koła samochodu mają średnicę 60 cm. Wyznacz z jaką szybkością jedzie ten samochód,
jeśli koła pojazdu wykonują jeden obrót w czasie 0,2 sekundy.
2. Ciało porusza się po okręgu o promieniu r = 0,5 m z szybkością 0,8 m/s. Oblicz ruch tego
ciała.
3. Ciało poruszające sie po okręgu przebywa drogę 100 metrów w ciągu 3 minut. Oblicz
promień tego okręgu, wiedząc że okres ruchu tego ciałą wyniosi T = 6 s.
4. Wyznacz okres ruchu obiektu poruszającego się po okręgu, jeżeli w ciągu 2,5 minuty
wykonuje 16 pełnych obrotów.