Физика
1.1.9. Твердое тело. Поступательное и вращательное движение твердого тела
Абсолютно твердое тело
Абсолютно твердое тело – вторая абстракция, с которой имеют дело в механике. В природе нет совершенно недеформируемых тел. Однако во многих случаях деформациями можно пренебречь.
Абсолютно твердым телом называется тело, деформациями которого можно пренебречь в условиях данной задачи.
Простейшими типами движения абсолютно твердого тела являются поступательное движение и вращательное движение вокруг неподвижной оси (рис. 2.1). Любое сложное движение твердого тела можно представить как совокупность поступательного и вращательного движений.
Поступательное движение Вращательное движение
Рис. 2.1
Поступательное движение – это такое движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, остается параллельной самой себе. При поступательном движении все точки тела движутся одинаково, имеют одинаковые скорости и ускорения. Поэтому изучение движения твердого тела можно свести к изучению движения отдельных точек тела, т.е. к задаче кинематики точки.
Вращательным движением абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси называется такое движение, при котором все точки тела описывают окружности, лежащие в параллельных плоскостях, причем центры окружностей лежат на оси вращения.
Рис. 2.2
Будем рассматривать вращение тела вокруг неподвижной оси ОО' (рис. 2.2). Проведем через ось ОО' две плоскости: \(Q\) – неподвижная плоскость, она будет служить системой отсчета;
P – подвижная плоскость, которая вращается вместе с телом.
Угол j однозначно определяет мгновенное положение подвижной плоскости, а значит и тела. Итак, угол есть функция времени:
\(\phi \) = \(\phi \)(t). (2.1)
Уравнение (2.1) называется кинематическим уравнением вращательного движения. Вид функции зависит от характера движения.
Другие материалы по данной теме
Видео
Поступательное движение твердого тела
Формула
\({\vec \varepsilon _{{\rm{}}}} = \frac{{\Delta \vec \omega }}{{\Delta t}}\)
Определение
Вращательное движение