Для того щоб точно охарактеризувати обертальний рух, використовують спеціальні фізичні величини.
Лінійною швидкістю називають миттєву швидкість, спрямовану по дотичній до траєкторії руху.
Вона постійно змінюється у напрямку, залишаючись постійною за модулем.
Фактично, це і є швидкість, з якою тіло обертається. Якщо радіус кола, по якому відбувається рух, дорівнює R см, то довжина кола:
2πR см
У тому випадку, коли оборот відбувається за t, лінійна швидкість дорівнює
2πR/t
З такою ж швидкістю тіло буде продовжувати рухатися за інерцією, якщо доцентрова сила раптом перестане діяти, як це трапляється при обриві нитки. Це та швидкість, з якою летить камінь, викинутий з пращі, коли його спочатку розкручують, а потім раптово відпускають.
Кутовою швидкістю називають кут, на який повертається точка в одиницю часу.
Одиницею кута в СІ є радіан, а кутова швидкість вимірюється величиною рад/с. Як відомо, повний кут дорівнює 2π радіан. Якщо повний оборот відбувається за t секунд, то кутова швидкість дорівнює
2π/t
Ясно, що відношення лінійної швидкості до кутової дорівнює радіусу кола, по якому відбувається рух.
Якщо ми будемо спостерігати за обертовим диском, то зауважимо, що кутові швидкості всіх його точок однакові, в той час як лінійні тим більше, чим далі точка знаходиться від центру.
У побуті і техніці для вимірювання швидкості часто застосовуються одиниці, які не входять в СІ, такі як:
- “оборот в секунду”; “оборот в хвилину”.
По замкнутих орбітах обертаються планети навколо Сонця і їхні супутники навколо самих планет. Правда, їх орбіти не є колами, а еліпсами, але загальні принципи руху від цього не змінюються. Ми знаємо, що для замкнутого руху необхідна доцентрова сила, яка постійно спрямована до однієї точки.
У разі обертання небесних тіл, таких як планети, їх супутники, а також зірки і галактики, такою силою є гравітаційне тяжіння.
Планети рухаються з постійною швидкістю по інерції навколо Сонця і постійно викривляють свою орбіту під впливом його тяжіння.
Запитання
- Що має статися для того, щоб змінився прямолінійний рух тіла? З яких видів руху складається обертальний рух? Що таке лінійна і кутова швидкості? Що є доцентровою силою при русі планет навколо Сонця?
Гуманітарні науки