El movimiento recto y curvo es corto. Movimiento rectilíneo y movimiento a lo largo de la circunferencia de un punto material

El movimiento es un cambio de posición
cuerpos en el espacio en relación con otros
cuerpos a lo largo del tiempo. Movimiento y
la dirección del movimiento se caracteriza en
incluida la velocidad. El cambio
La velocidad y el tipo de movimiento en sí están asociados con
la acción de la fuerza. Si el cuerpo se ve afectado
fuerza, entonces el cuerpo cambia su velocidad.

Si la fuerza es paralela
movimiento del cuerpo, en una dirección, entonces tal
el movimiento será sencillo.

Tal movimiento será curvilíneo,
cuando la velocidad del cuerpo y la fuerza aplicada a
este cuerpo, dirigido el uno al otro relativo
amigo desde cierto ángulo. En este caso
la velocidad cambiará su
dirección.

Entonces, con sencillo
movimiento, el vector de velocidad se dirige a ese
el mismo lado que la fuerza aplicada a
cuerpo. Y curvilíneo
el movimiento es tal movimiento,
cuando el vector de velocidad y fuerza,
unido al cuerpo, ubicado debajo
algún ángulo entre sí.

Aceleración centrípeta

CENTRAL
ACELERACIÓN
Considere un caso especial
movimiento curvilíneo cuando el cuerpo
se mueve en un círculo con una constante
módulo de velocidad. Cuando el cuerpo se mueve
circunferencialmente con velocidad constante, entonces
sólo cambia la dirección de la velocidad. Por
permanece constante para el módulo, y
la dirección de la velocidad cambia. Semejante
un cambio de velocidad conduce a la presencia de
cuerpo de aceleración, que
llamado centrípeto.

Si la trayectoria del cuerpo es
curva, entonces se puede representar como
conjunto de movimientos a lo largo de arcos
círculos, como se muestra en la Fig.
3.

En la Fig. 4 muestra cómo cambia la dirección
vector de velocidad. Acelera con este movimiento
dirigido tangencialmente a un círculo, a lo largo de un arco
que mueve el cuerpo. Por lo tanto, su
la dirección cambia constantemente. Incluso
el módulo permanece constante,
un cambio de velocidad conduce a la aparición de aceleración:

En este caso, la aceleración será
dirigido hacia el centro del círculo. Entonces
se llama centrípeto.
Puede calcularlo de la siguiente manera
fórmula:

Velocidad angular. relación de velocidades angulares y lineales

VELOCIDAD ANGULAR. CONEXIÓN
ESQUINA Y LINEAL
VELOCIDADES
Algunas características del movimiento a lo largo
circulos
La velocidad angular se denota en griego
la letra omega (w), dice cual
el ángulo rota el cuerpo por unidad de tiempo.
Esta es la magnitud del arco en grados,
atravesado por el cuerpo durante algún tiempo.
Tenga en cuenta si sólido gira entonces
velocidad angular para cualquier punto de este cuerpo
será un valor constante. Punto mas cercano
posicionado en el centro de rotación o más lejos -
no importa, es decir no depende del radio.

La unidad de medida en este caso será
grados por segundo o radianes en
Dame un segundo. A menudo, la palabra "radianes" no se escribe, pero
solo escribe s-1. Por ejemplo, encontraremos,
cuál es la velocidad angular de la Tierra. Tierra
hace un giro completo de 360 ​​° en 24 horas, y en
en este caso, podemos decir que
la velocidad angular es.

También tenga en cuenta la relación de la angular
velocidad y velocidad de línea:
V = w. R.
Cabe señalar que el movimiento a lo largo
un círculo con una velocidad constante es el cociente
caso de movimiento. Sin embargo, el movimiento en círculo
puede ser desigual. La velocidad puede
cambiar no solo de dirección y permanecer
lo mismo en módulo, pero también cambia a su manera
valor, es decir, además de cambiar de dirección,
también hay un cambio en el módulo de velocidad. V
en este caso estamos hablando de los llamados
movimiento acelerado en círculo.

Sabemos que todos los cuerpos se atraen unos a otros. En particular, la Luna, por ejemplo, se siente atraída por la Tierra. Pero surge la pregunta: si la Luna se siente atraída por la Tierra, ¿por qué gira a su alrededor y no cae a la Tierra?

Para responder a esta pregunta, es necesario considerar los tipos de movimiento de los cuerpos. Ya sabemos que el movimiento puede ser uniforme y desigual, pero hay otras características del movimiento. En particular, dependiendo de la dirección, se hace una distinción entre rectilíneo y movimiento curvilíneo.

Movimiento recto

Se sabe que un cuerpo se mueve bajo la acción de una fuerza que se le aplica. Puede hacer un experimento simple que muestre cómo la dirección del movimiento de un cuerpo dependerá de la dirección de la fuerza que se le aplique. Esto requerirá un elemento arbitrario talla pequeña, cordón de goma y soporte horizontal o vertical.

Ata el cordón en un extremo al soporte. En el otro extremo del cable arreglamos nuestro artículo. Ahora, si tiramos de nuestro objeto a cierta distancia, y luego lo soltamos, veremos cómo comienza a moverse en la dirección del soporte. Su movimiento se debe a la fuerza elástica del cordón. Así es como la Tierra atrae a todos los cuerpos en su superficie, así como a los meteoritos que vuelan desde el espacio.

Solo que, en lugar de la fuerza elástica, aparece la fuerza de atracción. Ahora tomemos nuestro objeto con una banda elástica y empujémoslo no en la dirección hacia / desde el soporte, sino a lo largo de él. Si el objeto no estuviera asegurado, simplemente volaría hacia un lado. Pero como está sujeta por la cuerda, la pelota, moviéndose hacia un lado, estira ligeramente la cuerda, la tira hacia atrás y la pelota cambia ligeramente su dirección hacia el soporte.

Movimiento curvilíneo en círculo.

Esto sucede en cada momento del tiempo, como resultado, la pelota no se mueve a lo largo de la trayectoria original, pero tampoco de manera rectilínea al soporte. La pelota se moverá alrededor del soporte en un círculo. La trayectoria de su movimiento será curva. Así es como la Luna se mueve alrededor de la Tierra sin caer sobre ella.

Así es como la gravedad de la Tierra atrapa los meteoritos que vuelan cerca de la Tierra, pero no directamente hacia ella. Estos meteoritos se convierten en satélites terrestres. Al mismo tiempo, cuánto tiempo permanecerán en órbita depende de cuál fue su ángulo de movimiento inicial en relación con la Tierra. Si su movimiento fue perpendicular a la Tierra, entonces pueden estar en órbita durante un tiempo infinitamente largo. Si el ángulo es menor a 90 °, entonces se moverán en una espiral descendente y gradualmente caerán al suelo.

Movimiento circular con velocidad absoluta constante

Otro punto que debe tenerse en cuenta es que la velocidad del movimiento curvilíneo en un círculo cambia de dirección, pero tiene el mismo valor. Y esto significa que el movimiento a lo largo de un círculo con un módulo de velocidad constante ocurre uniformemente acelerado.

Dado que la dirección del movimiento cambia, significa que el movimiento ocurre con aceleración. Y dado que cambia lo mismo en cada momento del tiempo, por lo tanto, el movimiento se acelerará uniformemente. Y la fuerza de la gravedad es la fuerza que provoca una aceleración constante.

La luna se mueve alrededor de la Tierra precisamente por esto, pero si de repente el movimiento de la Luna cambia, por ejemplo, un meteorito muy grande choca contra ella, entonces bien puede dejar su órbita y caer a la Tierra. Solo podemos esperar que este momento nunca llegue. Así que va.

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Leyendas de diapositivas:

¡Piensa y responde! 1. ¿Qué movimiento se llama uniforme? 2. ¿Qué se llama velocidad? movimiento uniforme? 3. ¿Qué movimiento se llama acelerado uniformemente? 4. ¿Qué es la aceleración corporal? 5. ¿Qué es la reubicación? ¿Qué es una trayectoria?

Tema de la lección: Movimiento recto y curvo. El movimiento del cuerpo en círculo.

Movimientos mecánicos Rectilíneo Movimiento elíptico curvilíneo Movimiento parabólico Movimiento de hipérbola Movimiento circular

Objetivos de la lección: 1. Conocer las principales características del movimiento curvilíneo y la relación entre ellas. 2. Ser capaz de aplicar los conocimientos adquiridos en la resolución de problemas experimentales.

Plan de estudio del tema Estudio de nuevo material Condición del movimiento rectilíneo y curvilíneo Dirección de la velocidad del cuerpo durante el movimiento curvilíneo Aceleración centrípeta Período orbital Frecuencia orbital Fuerza centrípeta Realización de tareas experimentales frontales Trabajo independiente en forma de pruebas Resumen

Por tipo de trayectoria, el movimiento puede ser: Curvilíneo Rectilíneo

Condiciones para el movimiento rectilíneo y curvilíneo de los cuerpos (Experimento con una bola)

página 67 ¡Recuerde! Trabajando con el tutorial

El movimiento circular es un caso especial de movimiento curvo

Avance:

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Leyendas de diapositivas:

Características del movimiento - velocidad lineal del movimiento curvilíneo () - aceleración centrípeta () - período de revolución () - frecuencia de revolución ()

Recordar. La dirección del movimiento de las partículas coincide con la tangente al círculo.

En el movimiento curvilíneo, la velocidad del cuerpo se dirige tangencialmente al círculo Recuerde.

En el movimiento curvilíneo, la aceleración se dirige hacia el centro del círculo.

¿Por qué la aceleración se dirige hacia el centro del círculo?

Determinación de la velocidad - velocidad - período de revolución r - radio de un círculo

Cuando un cuerpo se mueve en un círculo, el módulo del vector de velocidad puede cambiar o permanecer constante, pero la dirección del vector de velocidad cambia necesariamente. Por lo tanto, el vector de velocidad es un valor variable. Esto significa que el movimiento en círculo siempre ocurre con aceleración. ¡Recordar!

Avance:

Tema: Movimiento recto y curvo. El movimiento del cuerpo en círculo.

Objetivos: Estudiar las características del movimiento curvilíneo y, en particular, el movimiento a lo largo de un círculo.

Introducir el concepto de aceleración centrípeta y fuerza centrípeta.

Continuar trabajando en dar forma competencias clave estudiantes: la capacidad de comparar, analizar, sacar conclusiones de las observaciones, generalizar datos experimentales basados ​​en el conocimiento existente sobre el movimiento corporal, formar la capacidad de utilizar conceptos básicos, fórmulas y leyes físicas del movimiento corporal al moverse en un círculo.

Fomentar la independencia, enseñar a los niños a cooperar, fomentar el respeto por las opiniones de los demás, despertar la curiosidad y la observación.

Equipo de lección:computadora, proyector multimedia, pantalla, pelota en una banda elástica, pelota en un hilo, regla, metrónomo, perinola.

Registro: "Somos verdaderamente libres cuando hemos conservado la capacidad de razonar por nosotros mismos". Ceceron.

Tipo de lección: una lección de aprendizaje de material nuevo.

Durante las clases:

Organizar el tiempo:

Enunciado del problema: ¿Qué tipos de movimientos hemos estudiado?

(Respuesta: rectilíneo uniforme, rectilíneo uniformemente acelerado).

Plan de estudios:

1. Actualizando conocimientos básicos (calentamiento físico) (5 min)

1. ¿Qué movimiento se llama uniforme?
2. ¿A qué se llama velocidad de movimiento uniforme?
3. ¿Qué movimiento se llama acelerado uniformemente?
4. ¿Qué es la aceleración corporal?
5. ¿Qué es la reubicación? ¿Qué es una trayectoria?

1. Parte principal. Aprendiendo material nuevo. (11 minutos)

1. Formulación del problema:

Asignación a estudiantes:Considere el giro de un molinete, el giro de una bola en un hilo (demostración de experiencia). ¿Cómo caracterizar sus movimientos? ¿Qué es común en su movimiento?

Profesor: Esto significa que nuestra tarea en la lección de hoy es introducir el concepto de movimiento rectilíneo y curvilíneo. Movimientos corporales en círculo.

(anotando el tema de la lección en cuadernos).

1. Tema de la lección.

Diapositiva número 2.

Profesor: Para establecer metas, propongo analizar el esquema del movimiento mecánico.(tipos de movimiento, naturaleza científica)

Diapositiva número 3.

1. ¿Qué objetivos estableceremos para nuestro tema?

Diapositiva número 4.

1. Sugiero explorar este tema de la siguiente manera plan. (Resaltar principal)

¿Estás de acuerdo?

Diapositiva número 5.

1. Echa un vistazo a la imagen. Considere ejemplos de los tipos de trayectorias que se encuentran en la naturaleza y la tecnología.

Diapositiva número 6.

1. La acción de una fuerza sobre un cuerpo en algunos casos solo puede conducir a un cambio en el módulo del vector de velocidad de este cuerpo, y en otros, a un cambio en la dirección de la velocidad. Demostremos esto experimentalmente.

(Realización de experimentos con una pelota en una banda elástica)

Diapositiva número 7

1. Haz una conclusión de qué depende el tipo de trayectoria del movimiento.

(Respuesta)

Ahora comparemos esta definición con el dado en su libro de texto en la página 67

Diapositiva número 8.

1. Considere el dibujo. ¿Cómo se puede asociar el movimiento curvilíneo con el movimiento circular?

(Respuesta)

Es decir, la línea curva se puede reorganizar como un conjunto de arcos de círculos de diferentes diámetros.

Concluyamos: ...

(Escribir en un cuaderno)

Diapositiva número 9.

1. Considere lo que Cantidades fisicas caracterizar el movimiento en un círculo.

Diapositiva número 10.

1. Considere un ejemplo de un automóvil en movimiento. ¿Qué sale volando de debajo de las ruedas? ¿Cómo se mueve? ¿Cómo se dirigen las partículas? ¿Cómo se protegen de la acción de estas partículas?

(Respuesta)

Hagamos una conclusión :… (Acerca de la naturaleza del movimiento de partículas)

Diapositiva número 11

1. Veamos cómo se dirige la velocidad cuando el cuerpo se mueve en círculo. (Animación con un caballo.)

Concluyamos: ... ( cómo se dirige la velocidad.)

Diapositiva número 12.

1. Averigüemos cómo se dirige la aceleración durante el movimiento curvilíneo, que aparece aquí debido a que hay un cambio de velocidad en la dirección.

(Animación con un motociclista).

Concluyamos: ... ( cómo se dirige la aceleración)

Vamos a escribir fórmula en un cuaderno.

Diapositiva número 13.

1. Considere el dibujo. Ahora descubriremos por qué la aceleración se dirige al centro del círculo.

(explicación del maestro)

Diapositiva número 14.

¿Qué conclusiones se pueden sacar sobre la dirección de la velocidad y la aceleración?

1. Hay otras características del movimiento curvilíneo. Estos incluyen el período y la frecuencia de rotación del cuerpo en un círculo. La velocidad y el período están relacionados por una razón, que estableceremos matemáticamente:

(El maestro escribe en la pizarra, los estudiantes escriben en cuadernos)

Se sabe, pero el camino, entonces.

Desde entonces

Diapositiva número 15.

1. Qué es Conclusión general mono que hacer sobre la naturaleza del movimiento en un círculo?

(Respuesta)

Diapositiva número 16.,

1. Según la ley II de Newton, la aceleración siempre está codirigida con la fuerza, como resultado de la cual surge. Lo mismo ocurre con la aceleración centrípeta.

Hagamos una conclusión : ¿Cómo se dirige la fuerza a cada punto de la trayectoria?

(respuesta)

Esta fuerza se llama centrípeta.

Vamos a escribir fórmula en un cuaderno.

(El maestro escribe en la pizarra, los estudiantes escriben en cuadernos)

La fuerza centrípeta es creada por todas las fuerzas de la naturaleza.

Dé ejemplos de la acción de las fuerzas centrípetas por su naturaleza:

• fuerza elástica (piedra sobre una cuerda);
• la fuerza de la gravedad (planetas alrededor del sol);
• fuerza de fricción (curvas).

Diapositiva número 17.

1. Para la consolidación, propongo realizar un experimento. Para hacer esto, crearemos tres grupos.

Grupo I establecerá la dependencia de la velocidad del radio del círculo.

El Grupo II medirá la aceleración al moverse en círculo.

El grupo III establecerá la dependencia de la aceleración centrípeta del número de revoluciones por unidad de tiempo.

Diapositiva número 18.

Resumiendo... ¿Cómo dependen la velocidad y la aceleración del radio del círculo?

1. Realizaremos pruebas para la consolidación inicial. (7 minutos)

Diapositiva número 19.

1. Evalúe su trabajo en la lección. Continúe con las oraciones de los folletos.

(Reflexión. Los estudiantes expresan en voz alta las respuestas individuales).

Diapositiva número 20.

1. Tarea: §18-19,

Ejercicio 18 (1, 2)

Además ex. 18 (5)

(Comentarios del maestro)

Diapositiva número 21.

La acción de una fuerza sobre un cuerpo en algunos casos puede conducir a un cambio solo en el módulo del vector de velocidad de este cuerpo, y en otros, a un cambio en la dirección de la velocidad. Demostremos esto con ejemplos.

La figura 34, a muestra una pelota que yace sobre la mesa en el punto A. La pelota está atada a uno de los extremos de un cordón de goma. El otro extremo del cordón se une a la mesa en el punto O. Si la bola se mueve al punto B, el cordón se estirará. En este caso, surge en él una fuerza elástica F, que actúa sobre la pelota y se esfuerza por devolverla a su posición original.

Si ahora soltamos la pelota, entonces bajo la acción de la fuerza F se acelerará hasta el punto A. En este caso, la velocidad de la pelota en cualquier punto de la trayectoria (por ejemplo, en el punto C) está codirigida con el elástico. fuerza y ​​aceleración resultante de la acción de esta fuerza. En este caso, solo cambia el módulo del vector de velocidad de la bola, mientras que la dirección del vector de velocidad permanece sin cambios y la bola se mueve en línea recta.

Arroz. 34. Si la velocidad del cuerpo y la fuerza que actúa sobre él se dirigen a lo largo de una línea recta, entonces el cuerpo se mueve rectilíneamente, y si se dirigen a lo largo de líneas rectas que se cruzan, el cuerpo se mueve curvilíneamente.

Consideremos ahora un ejemplo en el que, bajo la acción de la fuerza elástica, la bola se mueve curvilíneamente (es decir, la trayectoria de su movimiento es una línea curva). La figura 34, b muestra la misma pelota en una cuerda de goma, colocada en el punto A. Empuje la pelota hacia el punto B, es decir, dele velocidad inicial dirigida perpendicularmente al segmento O A. Si no actuaran fuerzas sobre la pelota, entonces retendría la magnitud y dirección de la velocidad obtenida (recuerde el fenómeno de inercia). Pero, moviéndose al punto B, la pelota se aleja del punto O y estira ligeramente la cuerda. Por lo tanto, surge una fuerza elástica F en la cuerda, que tiende a acortarla a su longitud original y al mismo tiempo a acercar la pelota al punto O. Como resultado de la acción de esta fuerza, la dirección de la velocidad de la pelota en cada momento de su movimiento cambia ligeramente, por lo que se mueve a lo largo de una trayectoria curva AC. En cualquier punto de la trayectoria (por ejemplo, en el punto C), la velocidad de la bola vy la fuerza F se dirigen a lo largo de líneas rectas que se cruzan: la velocidad es tangencial a la trayectoria y la fuerza se dirige al punto O.

Los ejemplos considerados muestran que la acción de una fuerza sobre un cuerpo puede conducir a resultados diferentes dependiendo de la dirección de los vectores de velocidad y fuerza.

Si la velocidad del cuerpo y la fuerza que actúa sobre él se dirigen a lo largo de una línea recta, entonces el cuerpo se mueve de manera rectilínea, y si se dirigen a lo largo de líneas rectas que se cruzan, entonces el cuerpo se mueve de manera curvilínea.

La afirmación inversa también es cierta: si el cuerpo se mueve de forma curvilínea, esto significa que alguna fuerza actúa sobre él, cambiando la dirección de la velocidad, y en cada punto la fuerza y ​​la velocidad se dirigen a lo largo de líneas rectas que se cruzan.

Hay innumerables caminos curvos diferentes. Pero a menudo las líneas curvas, por ejemplo, la línea ABCDEF (Fig. 35), se pueden representar como un conjunto de arcos de círculos de diferentes radios.

Arroz. 35. La trayectoria ABCDEF se puede representar como un conjunto de arcos de círculos de diferentes radios.

Por tanto, en muchos casos, el estudio del movimiento curvilíneo de un cuerpo se reduce al estudio de su movimiento a lo largo de un círculo.

Preguntas

1. Considere la Figura 34 y responda las preguntas: ¿bajo qué fuerza adquiere velocidad la pelota y se mueve del punto B al punto A? ¿Como resultado de lo que surgió esta fuerza? ¿Cómo se dirigen la aceleración, la velocidad de la pelota y la fuerza que actúa sobre ella? ¿Cuál es la trayectoria de la pelota?
2. Considere la Figura 34, C, responda las preguntas: ¿por qué surgió la fuerza elástica en el cordón y cómo se dirige en relación con el cordón mismo? ¿Qué se puede decir sobre la dirección de la velocidad de la pelota y la fuerza elástica de la cuerda que actúa sobre ella? ¿Cómo se mueve la pelota, recta o curva?
3. ¿Bajo qué condición el cuerpo se mueve rectilíneamente bajo la acción de la fuerza, y bajo qué condición se mueve curvilíneamente?

Ejercicio # 17