Основные теоретические сведения. Изменение положения тела при движении по окружности характеризуют углом поворота

Изменение положения тела при движении по окружности характеризуют углом поворота радиуса, проведенного к телу. Угол поворота чаще всего выражают в радианах:

рад = , 1 рад = , .

Угловая скорость равномерно движущегося по окружности тела­ – это физическая величина, равная отношению угла поворота радиуса, проведенного к телу, к промежутку времени, в течение которого совершен этот поворот:

.

Таким образом, угловая скорость показывает, чему равен угол поворота за единицу времени (физический смысл).

Единица измерения угловой скорости в СИ: (радиан в секунду).

Линейная скорость прямолинейного равномерного движения тела – это физическая величина, равная отношению длины пройденного пути к промежутку времени, в течение которого пройден этот путь:

.

Линейная скорость показывает, чему равен пройденный путь за единицу времени (физический смысл).

Единица измерения линейной скорости в СИ: (метр в секунду).

Линейная и угловая скорости связаны соотношением:

.

Быстроту движения тела по окружности характеризуют также частотой вращения – числом оборотов, совершаемых телом в единицу времени, и выражают в оборотах в секунду.

Единица измерения частоты вращения в СИ: (секунда в минус первой степени).

Частота вращения связана с угловой скоростью соотношением:

.

Период вращения – время, в течение которого тело делает полный оборот:

.

Единица измерения периода вращения в СИ: (секунда).

При равномерном движении тела по окружности ускорение тела в любой точке направлено перпендикулярно скорости движения, то есть по радиусу окружности к ее центру. Это ускорение называется центростремительным (нормальным). Его модуль:

.

Единица измерения нормального ускорения в СИ:

(метр на секунду в квадрате).

Обоснование метода

Определение скорости полета пули в этой работе основано на измерении угла, на который успевают повернуться два бумажных диска, насаженных на общую равномерно вращающуюся ось за отрезок времени, необходимый пуле для прохождения расстояния между этими дисками.

Пуля, движущаяся со средней скоростью , за время успевает пролететь расстояние:

. (1)

За то же время диски повернутся на угол

, (2)

где – угловая скорость вращения дисков;

– частота вращения.

Из соотношений (1) и (2) следует

. (3)

Описание установки

Схема установки представлена на рисунке 1.

Однофазный двигатель 1 установлен на подставке 2, прикрепленной к доске. На ось 3 с обеих сторон двигателя установлены зажимы 4 для крепления бумажных дисков 5. Перед двигателем на специальной подставке 6 установлен пневматический пистолет 7 так, чтобы его ствол был параллелен оси двигателя. За двигателем расположен пулеулавливатель 8. Регулирование скорости вращения оси с дисками и определение частоты осуществляется блоком 9.

Поиск по сайту: