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
Определение
Вектор углового перемещения
Видео
Поступательное движение твердого тела
Формула
\({a_n} = \frac{{{v^2}}}{R} = \frac{{{\omega ^2}{R^2}}}{R} = {\omega ^2}R\)