Поступательное, колебательное, вращательное движения

Поступательное движение– это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с телом, остается параллельной своему первоначальному положению.

Колебанияминазываются процессы, отличающиеся той или иной степенью повторяемости. В зависимости от физической природы повторяющегося процесса различают колебания: механические, электромагнитные, электромеханические и т. д. На колебательных процессах основана вся радиотехника. В зависимости от характера воздействия, оказываемого на колеблющуюся систему, различают свободные (или собственные) колебания, вынужденные колебания, автоколебания и параметрические колебания.

Свободными или собственными называются такие колебания, которые происходят в системе, предоставленной самой себе после того, как ей был сообщен толчок, либо она была выведена из положения равновесия. Вынужденными называются такие колебания, в процессе которых колеблющаяся система подвергается воздействию внешней периодически изменяющейся силы. Автоколебания, как и вынужденные колебания, сопровождаются воздействием на колеблющуюся систему внешних сил, однако моменты времени, когда осуществляются эти воздействия, задаются самой колеблющейся системой – система сама управляет внешним воздействием. При параметрических колебаниях за счет внешнего воздействия происходит периодическое изменение какого-либо параметра системы, например длины нити, к которой подвешен шарик, совершающий колебания. Простейшими являются гармонические колебания, т. е. такие колебания, при которых колеблющаяся величина (например, отклонение маятника) изменяется со временем по закону синуса или косинуса. Этот вид колебаний особенно важен по следующим причинам: во-первых, колебания в природе и в технике часто имеют характер, очень близкий к гармоническим, и, во-вторых, периодические процессы иной формы (с другой зависимостью от времени) могут быть представлены как наложение нескольких гармонических колебаний.

Все точки абсолютно твердого тела, вращающегося вокруг некоторой оси ОО, движутся по окружностям, центры которых лежат на оси вращения. Радиус-вектор каждой точки (вектор, проведенный из центра соответствующей окружности в данную точку) поворачивается за время Dt на один и тот же угол Dφ - угол поворота твердого тела.

При рассмотрении таких величин, как скорость v, ускорение w, радиус-вектор r, не возникал вопрос о выборе их направления: оно вытекало естественным образом из природы самих величин. Подобные векторы называются полярными. При равномерном вращении w показывает, на какой угол поворачивается тело за единицу времени. Период обращения Т - время, за которое тело делает один оборот, т. е. поворачивается на угол 2л. Поскольку промежутку времени Dt = Т соответствует угол поворота Dφ = 2п. W = 2п/T. Откуда T = 2п/w. Число оборотов в единицу времени v, v = 1/T = w/2п. Угловая скорость w = 2пv.

Если под β понимать проекцию вектора β на направление w, то формула запишется следующим образом: β = limDw/Dt = dw/dt. β - алгебраическая величина, которая положительна, если w со временем увеличивается (в этом случае векторы β и w имеют одинаковое направление), и отрицательна, если w уменьшается (в этом случае направления β и w противоположны).

Вопросы для самоконтроля:

1) Что изучает физика? Раскройте связь физики с другими науками.

2) Назовите основные, дополнительные и производные единицы?

3) Дайте формулировку терминам траектория, скорость, ускорение.

4) Какие виды движения существуют?

5) Что такое инертность?

6) Какие колебания называются гармоническими колебаниями?

Список литературы

Основная

1.Пронин, В.П. Краткий курс физики / В. П. Пронин. – Саратов: ФГОУ ВПО «СаратовскийГАУ», 2007 г. – 200 с.

Дополнительная

1. Грабовский, Р.И. Курс физики. 6-е изд. / Р. И. Грабовский. – СПБ. : Издательство «Лань», 2002. – 608 с

Лекция 2