Материальная точка движется по окружности . как направлен вектор мгновенной скорости в любой точке траектории?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

При движении материальной точки по окружности вектор мгновенной скорости всегда направлен по касательной к траектории в данной точке и совпадает с направлением движения. Основные характеристики вектора скорости

  • Направление: В любой момент времени вектор скорости vmodified v with right arrow above перпендикулярен радиусу окружности Rcap R, проведенному в точку нахождения тела ( vRmodified v with right arrow above ⟂ modified cap R with right arrow above). Изменение направления: Даже если модуль скорости (линейная скорость) остается постоянным ( v=constv equals const), направление вектора непрерывно меняется в каждой точке пути. Это означает, что движение по окружности всегда происходит с ускорением. Связь с ускорением: Вектор мгновенной скорости всегда перпендикулярен вектору центростремительного (нормального) ускорения anmodified a with right arrow above sub n, которое направлено к центру окружности.

Геометрическое обоснование Если рассматривать мгновенную скорость как предел отношения перемещения к промежутку времени при Δt0delta t right arrow 0: v=limΔt0ΔrΔtmodified v with right arrow above equals limit over delta t right arrow 0 of the fraction with numerator cap delta modified r with right arrow above and denominator delta t end-fraction При бесконечном уменьшении дуги окружности хорда, соединяющая две близкие точки, стремится к касательной. Таким образом, вектор скорости «отрывается» от дуги и ложится на касательную линию. Практический пример Наглядным подтверждением такого направления скорости являются искры, вылетающие из-под точильного камня, или грязь, вылетающая из-под колес автомобиля: частицы отделяются от вращающегося объекта и в первый момент продолжают движение именно по прямой линии, касательной к окружности в точке отрыва. Я могу рассчитать для вас модуль линейной скорости или центростремительное ускорение, если вы укажете радиус окружности и период обращения.

Форма ответа

Ваш аватар