Движение по окружности Работа учителя физики школы 75 Лопухиной Светланы Юрьевной.

Изучить основные характеристики движения: угловая скорость; линейная скорость; ускорение; период. Рассмотреть всевозможные случаи применения движения по окружности: вращение тела; движение на поворотах; движение планет; движение заряженных частиц. Цели

Линейная скорость, v (м/с). Угловая скорость, (рад/с). Центростремительное ускорение, а (м/с²). Период обращения, Т (с). Частота обращения, (рад/с). Характеристики движения

Перемещение Линейное: Угловое: При малых углах поворота: Линейное и угловое перемещение при движении тела по окружности.

Траектория движения

Скорость V=s/t = /t Модель. Скорость тела при движении по окружности. V= R

Ускорение Движение по окружности – это движение с ускорением. Центростремительное ускорение тела направлено по радиусу к центру окружности. Центростремительное ускорение тела при движении по окружности.

Тангенциальное ускорение Ускорение тела при неравномерном движении по окружности. При неравномерном движении тела: Тангенциальное ускорение тела:

Координаты На плоскости движение можно описать с помощью координат х и у. Все величины будут периодически изменяться во времени по гармоническому закону с периодом: Разложение вектора скорости по координатным осям.

Условие движения Для движения тела по окружности необходимо, чтобы на это тело действовала сила, направленная к центру окружности и равная: -F=mv²/r или F=m ²r. F F

Вращение шара в вертикальной плоскости Центростремительное ускорение вызывается равнодействующей сил упругости и тяжести. В нижней точке: R= F упр -mg, направлена вверх. В верхней точке: R=F упр +mg, направлена вниз. Модель.

Задача 1 Какое состояние испытывает водитель автомобиля при движении по выпуклому мосту? Летчик выводящий самолет из пикирования в нижней части траектории? N mg v a P=N=m(g-v²/r), Pmg. Состояние перегрузки.

Движение тела на поворотах Центростремительное ускорение на поворотах дороги вызывает сила трения. Для этого водитель автомобиля разворачивает рулем передние колеса. Спортсмен наклоняет корпус в сторону центра поворота. F тр а а Fтр= mg=mv²/r, g=v²/r.

Движение тела на поворотах При повороте равнодействующая всех сил должна быть направлена к центру поворота. Для этого на скоростных трассах делают наклон дороги. У самолета на хвостовом оперении есть руль поворота. mg a N R F R a R=mv²/r.

Движение тел в гравитационном поле Сила гравитационного притяжения сообщает и небесным телам центростремительное ускорение. Траектории: 1-круговая; 2,3 –эллиптические; 4-параболическая; 5-гиперболическая; 6- траектория Луны. Модель.

Задача 2 Найти первую космическую скорость для планет Солнечной системы, если известен их радиус и ускорение свободного падения. Меркурий3,7 м/с²2 440 км Венера8,9 м/с²6 050 км Марс9,8 м/с²3 397 км Юпитер25,8 м/с² км Сатурн11,3 м/с² км Уран9,0 м/с² км Нептун11,6 м/с² км Плутон2,0 м/с²1 140 км

Движение планет Первый закон Кеплера. Орбита каждой планеты есть эллипс, в одном из фокусов (F) которого находится Солнце. F,F -фокусы, а – большая полуось, Р-перигелий, А-афелий.

Движение планет Второй закон Кеплера. Радиус-вектор планеты в равные промежутки времени описывает равные площади. Третий закон Кеплера.

Задача 3 Найти период обращения планет земной группы,если известно их среднее расстояние от Солнца. Меркурий0,39 а.е. Венера0,72 а.е. Марс1,52 а.е. Плутон39,52 а.е. Т з = 1 год, а з = 1 а.е.

Задача 4 На каком расстоянии от Солнца находятся планеты- гиганты, если известен их период обращения? Юпитер11,86 года Сатурн29,46 года Уран84,02 года Нептун164,78 года Т з = 1 год, а з = 1 а.е.

Движение в магнитном поле Под действием силы Лоренца заряженная частица в магнитном поле движется по окружности. Период обращения частицы в магнитном поле: Векторы v, В иFл взаимно перпендикулярны Fл=qvBsin, по окружности радиусом R=mv/qB.

Радиационные пояса Земли Поток заряженных частиц, влетая в магнитное поле Земли, под действием силы Лоренца начинает двигаться от одного полюса к другому и обратно. Радиационные пояса – области, в которых находятся частицы задержанные магнитным полем.

Строение атома Планетарная модель атома Резерфорда: электроны движутся вокруг ядра атома по эллипсам.