Gerak translasi. Presentasi dengan topik: Gerakan rotasi benda kaku Gerakan rotasi benda kaku
Presentasi topik 1.1 "Kinematika suatu keadaan padat" merupakan permulaan dari pembelajaran Bagian 1 "Mekanika" di perguruan tinggi sesuai dengan program kerja dalam disiplin "Fisika" untuk spesialisasi teknis. Meliputi: 1. Gerakan mekanis. 2. Relativitas gerak. 3. Karakteristik gerakan mekanis. 4. Jenis gerakan dan deskripsi grafiknya. 5. Penahan. Didesain untuk belajar untuk 6 orang jam mengajar (3 pasang pelajaran). Navigator Kandungan akan segera beralih ke topik yang diinginkan.
Unduh:
Pratinjau:
Untuk menggunakan pratinjau presentasi, buat sendiri akun Google (akun) dan login ke: https://accounts.google.com
Teks slide:
1. Gerakan mekanis Kinematika benda kaku
Garis di mana titik tubuh bergerak disebut lintasan gerakan. Gerakan mekanis adalah proses mengubah posisi suatu benda dalam ruang relatif terhadap benda lain dari waktu ke waktu. 2 1 ℓ s Panjang lintasan benda adalah panjang lintasan ℓ Vektor yang menghubungkan posisi awal dan selanjutnya tubuh adalah pergerakan benda s
2. Relativitas gerakan mekanis. Sistem referensi.
Gerakan mekanis adalah relatif, ungkapan "tubuh bergerak" tidak memiliki arti apa pun sampai ditentukan sehubungan dengan apa yang dianggap gerakan itu. Untuk menentukan posisi suatu titik material setiap saat, Anda harus memilih: Badan referensi Sistem koordinat Jam Badan referensi adalah benda yang relatif terhadap posisi benda lain (bergerak) ditentukan.
Sistem koordinat Garis koordinat Contoh: lift, trem metro. Bidang koordinat catur, Sistem koordinat spasial x A (x) x y A (x, y) x y z A (x, y, z) harta karun, lampu gantung,
Gerakan mekanis dicirikan oleh tiga besaran fisik: gerakan, kecepatan, dan percepatan. Segmen garis lurus yang ditarik dari posisi awal titik bergerak ke posisi akhirnya disebut perpindahan (). Perpindahan adalah besaran vektor. Satuan gerakan adalah meteran. 3. Karakteristik gerakan mekanis
Kecepatan adalah besaran fisik vektor yang mencirikan kecepatan gerakan benda, yang secara numerik sama dengan rasio perpindahan dalam waktu singkat terhadap nilai interval ini. Interval waktu dianggap cukup pendek jika kecepatan tidak berubah selama pergerakan tidak rata selama periode ini. Rumus kecepatan sesaat memiliki bentuk. Satuan SI untuk kecepatan adalah m / s. Dalam praktiknya, satuan pengukuran kecepatan adalah km / jam (36 km / jam \u003d 10 m / s). Ukur kecepatan dengan speedometer.
Akselerasi diukur dengan akselerometer. Jika kecepatan berubah dengan cara yang sama sepanjang waktu pergerakan, maka percepatan dapat dihitung dengan rumus: Satuan akselerasi - Akselerasi adalah besaran fisik vektor yang mencirikan laju perubahan kecepatan, secara numerik sama dengan rasio perubahan kecepatan terhadap interval waktu selama perubahan ini terjadi.
Ciri-ciri gerak mekanik saling berhubungan dengan persamaan kinematik dasar: Jika benda bergerak tanpa percepatan, maka kecepatannya tidak berubah dalam waktu lama, a \u003d 0, maka persamaan kinematik tersebut akan berbentuk:
4. Jenis gerakan dan deskripsi grafiknya.
Garis Lengkung Bujursangkar Berdasarkan jenis lintasan Seragam Tidak Rata Berdasarkan kecepatan Jenis gerakan berbeda:
Jika kecepatan dan percepatan benda memiliki arah yang sama (a\u003e 0), maka gerak variabel yang sama disebut percepatan seragam. Dalam hal ini, persamaan kinematiknya terlihat seperti ini:
Jika kecepatan dan percepatan benda berlawanan arah (a
Representasi grafik gerak setara Akselerasi versus waktu
Representasi grafis gerakan bolak-balik yang sama dipercepat secara seragam Modul gerakan sama-lambat secara numerik sama dengan area di bawah grafik kecepatan tubuh versus waktu. Kecepatan versus waktu
Representasi grafis dari gerakan bolak-balik yang sama dipercepat secara seragam sama lambatnya Ketergantungan koordinat pada waktu sepanjang sumbu X (x 0 \u003d 0; V 0 \u003d 0)
Sambungan proyeksi perpindahan benda dengan kecepatan akhir pada gerakan yang dipercepat secara seragam. Dari persamaan dan dimungkinkan untuk mendapatkan:
5. Pengikatan 1. Gerakan mekanis disebut ________ 2. Bagian "Mekanika" terdiri dari _______________ 3. Studi kinematika _________________________ 4. Untuk menentukan posisi benda, Anda harus memilih ___ 5. Sistem koordinat adalah ___________________ 6. Sebutkan besaran fisik yang mencirikan gerakan mekanis: 7. Garis di mana benda bergerak disebut __ 8. Perpindahan adalah ____________________________ 9. Kuantitas fisik yang mencirikan laju perubahan dalam kecepatan benda , disebut __________ 10. Tuliskan persamaan kecepatan benda pada gerakan benda yang dipercepat secara seragam dengan kecepatan awal berbeda dari nol.
Slide 2
pengantar
Gerak rotasi benda kaku atau sistem benda adalah gerak di mana semua titik bergerak melingkar, yang pusat-pusatnya terletak pada satu garis lurus yang disebut sumbu rotasi, dan bidang-bidang lingkaran tersebut tegak lurus dengan sumbu rotasi. Sumbu rotasi dapat ditempatkan di dalam dan di luar bodi dan, tergantung pada pilihan kerangka acuan, sumbu dapat bergerak dan tidak bergerak. Teorema rotasi Euler menyatakan bahwa setiap rotasi ruang tiga dimensi memiliki sumbu. Contoh: rotor turbin, roda gigi dan poros peralatan dan mesin mesin, dll. 2
Slide 3
Kinematika gerak rotasi ………………………. …… .4 Dinamika gerak berputar …………………………………… .13 …… 14 Dinamika gerak sukarela ………………………… …… .. ……… .26 Hukum Konservasi …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… … .31 Energi kinetik benda yang berputar …………………………… .52 Hukum kekekalan energi …………………………. ………………………….… 57 Kesimpulan …… …………………………………………………………… ..… ..61 Bahan informasi yang digunakan .. ………… ... 66 3
Slide 4
Kinematika gerakan rotasi benda kaku
4 “Untuk membentuk representasi fisik, orang harus terbiasa dengan keberadaan analogi fisik. Dengan analogi fisik, yang saya maksud adalah kesamaan khusus antara hukum-hukum dari dua bidang ilmu, berkat salah satunya adalah ilustrasi untuk yang lain "Maxwell
Slide 5
Vektor arah
Arah kecepatan sudut Ditentukan oleh aturan sekrup kanan: jika sekrup diputar searah putaran benda, maka arahnya gerak translasi sekrup akan sesuai dengan arah kecepatan sudut. Arah percepatan sudut Dengan rotasi yang dipercepat, vektor kecepatan sudut dan percepatan sudut bertepatan. Dengan rotasi yang diperlambat, vektor percepatan sudut diarahkan berlawanan dengan vektor kecepatan sudut. 5
Slide 6
Analogi gerakan
6 Soal langsung kinematika: mengingat sudut rotasi φ \u003d f (t) diberikan sebagai fungsi waktu, tentukan kecepatan sudut dan percepatannya. Soal kebalikan: mengingat percepatan sudut ε \u003d f (t) sebagai fungsi waktu dan kondisi awal ω0 dan φ0, tentukan hukum kinematik rotasi.
Slide 7
Slide 8
Arah vektor kecepatan dan percepatan
Slide 9
Rumus kinematika gerak rotasi
Slide 10
Gerakan sewenang-wenang dari tubuh yang kaku
Contoh: Gerakan bidang-paralel pada roda tanpa tergelincir pada permukaan horizontal. Penggulungan roda dapat direpresentasikan sebagai hasil penjumlahan dari dua gerakan: gerakan translasi dengan kecepatan pusat massa dan rotasi di sekitar sumbu yang melewati pusat massa. sepuluh
Slide 11
Masalah untuk diskusi
Dengan menggunakan metode pemotretan berurutan, kinematika pergerakan Jembatan Istana di St. Petersburg ditangkap. Eksposur 6 detik. Informasi apa tentang pergerakan jembatan yang bisa diambil dari foto? Analisis kinematika gerakannya. sebelas
Slide 12
Baca lebih banyak
Kikoin A.K. Rumus kinematik untuk gerakan berputar. "Kvant", 1983, No. 11. Fistul M. Kinematika gerak bidang-paralel. "Kvant", 1990, No. 9 Chernoutsan A.I. Ketika semuanya berputar di sekitar ... "Kvant", 1992, No. 9. Chivilev V., Gerakan melingkar: seragam dan tidak rata. "Quant", 1994, nomor 6. Chivilev V.I. Kinematika gerak rotasi. "Kvant", 1986, no. 11.
Slide 13
Dinamika gerak rotasi benda kaku
13 “Saya menghargai kemampuan untuk membangun analogi, yang, jika berani dan masuk akal, membawa kita melampaui apa yang alam ingin kita temukan, memungkinkan kita untuk mengantisipasi fakta bahkan sebelum kita melihatnya.” J.L. D'Alembert
Slide 14
Persamaan dasar dinamika gerak rotasi
Slide 15
Dinamika rotasi
Dinamika gerak translasi suatu titik material beroperasi dengan konsep-konsep seperti gaya, massa, impuls. Percepatan benda yang bergerak secara translasi bergantung pada gaya yang bekerja pada benda (jumlah gaya kerja) dan massa benda (hukum kedua Newton): Tugas utama dinamika gerak rotasi: Menjalin hubungan antara percepatan sudut gerak rotasi benda dengan ciri gaya interaksinya dengan benda lain dan sifat intrinsik benda yang berputar ... 15
Slide 16
Persamaan dasar dinamika gerak rotasi
Untuk titik sembarang benda bermassa m Menurut hukum kedua Newton Dari pertimbangan geometris Untuk benda sebagai himpunan partikel bermassa kecil Mempertimbangkan karakter vektor Kuantitas fisik skalar yang mencirikan distribusi massa di sekitar sumbu rotasi disebut momen inersia benda: Jumlah momen kekuatan internal Mi sama dengan nol, oleh karena itu 16
Slide 17
Studi eksperimental tentang hukum gerak rotasi
Perangkat dan prinsip operasi perangkat Investigasi ketergantungan percepatan sudut rotasi disk pada momen gaya kerja: pada besarnya gaya kerja F pada nilai konstan lengan gaya relatif terhadap sumbu rotasi yang diberikan d (d \u003d const); dari lengan gaya relatif terhadap sumbu rotasi tertentu pada gaya kerja konstan (F \u003d const); pada jumlah momen semua gaya yang bekerja pada benda relatif terhadap sumbu rotasi tertentu. Studi tentang ketergantungan percepatan sudut pada sifat-sifat benda yang berputar: pada massa benda yang berputar pada momen gaya yang konstan; pada distribusi massa relatif terhadap sumbu rotasi pada momen gaya yang konstan. Hasil tes: 17
Slide 18
Hasil dari percobaan yang dilakukan
Perbedaan mendasar: massa tidak berubah dan tidak bergantung pada bagaimana tubuh bergerak. Momen inersia berubah ketika posisi sumbu rotasi atau arahnya dalam ruang berubah. delapan belas
Slide 19
Perhitungan momen inersia benda dengan bentuk sewenang-wenang
Eksperimen virtual dengan model "Momen inersia" Tujuan eksperimen: untuk memastikan bahwa momen inersia sistem benda bergantung pada posisi bola pada jari-jari dan posisi sumbu rotasi, yang dapat melewati pusat jari-jari dan melalui ujung-ujungnya. 19
Slide 20
Slide 21
Teorema Steiner
Teorema pengalihan sumbu inersia (Steiner): momen inersia benda kaku di sekitar sumbu I sama dengan jumlah momen inersia benda ini I0 tentang sumbu yang melewati pusat massa benda yang sejajar dengan sumbu yang dipertimbangkan dan hasil kali massa benda m dengan kuadrat jarak d antar sumbu: Penerapan teorema Steiner. Tugas. Tentukan momen inersia batang homogen dengan panjang l relatif terhadap sumbu yang melewati salah satu ujungnya tegak lurus terhadap batang. Keputusan. Pusat massa batang homogen terletak di tengah, sehingga momen inersia batang relatif terhadap sumbu yang melewati salah satu ujungnya adalah 21
Slide 22
Masalah untuk diskusi
Bagaimana momen inersia kubus berbeda relatif terhadap sumbu OO dan O'O '? Bandingkan percepatan sudut kedua benda yang ditunjukkan pada gambar, dengan aksi momen gaya eksternal yang sama. Manakah dari perubahan berikut yang lebih sulit? Mengapa? 22
Slide 23
Contoh pemecahan masalah
Masalah: Bola dan silinder padat dengan massa yang sama digulung di sepanjang bidang miring yang mulus. Manakah dari badan berikut yang akan berguling lebih cepat? Catatan: Persamaan dinamika gerak rotasi suatu benda dapat ditulis tidak hanya relatif terhadap sumbu yang bergerak diam atau seragam, tetapi juga relatif terhadap sumbu yang bergerak dengan percepatan, asalkan ia melewati pusat massa benda dan arahnya dalam ruang tetap tidak berubah. Petunjuk 1 Petunjuk 2 Solusi untuk masalah Mari kita bahas: 23
Slide 24
Petunjuk 2
Masalah menggulung benda simetris pada bidang miring. Sehubungan dengan sumbu rotasi yang melewati pusat massa benda, momen gravitasi dan reaksi penyangga sama dengan nol, momen gesekan sama dengan M \u003d Ftrr. Buat sistem persamaan menggunakan: persamaan dasar dinamika gerak rotasi untuk benda bergulir; Hukum kedua Newton untuk gerak translasi dari pusat massa. 24
Slide 25
Solusi dari masalah tersebut
Momen inersia bola dan silinder padat, masing-masing, adalah sama Persamaan gerak rotasi: Persamaan hukum kedua Newton untuk gerak translasi pusat massa Percepatan bola dan silinder saat menggelinding dari bidang miring, masing-masing, sama: abu\u003e ats, oleh karena itu, bola akan menggelinding lebih cepat dari silinder. Menggeneralisasi hasil yang diperoleh untuk kasus penggulungan benda simetris dari bidang miring, kami menemukan bahwa benda dengan momen inersia yang lebih rendah akan menggelinding lebih cepat. 25
Slide 26
Dinamika gerakan bebas
Slide 27
Gerak sewenang-wenang benda kaku dapat diuraikan menjadi gerak translasi, di mana semua titik benda bergerak dengan kecepatan pusat massa benda, dan berputar mengelilingi pusat massa. Teorema tentang gerakan pusat massa: pusat massa suatu sistem mekanis bergerak seperti titik material dengan massa yang sama dengan massa seluruh sistem, yang diterapkan semua gaya eksternal yang bekerja pada sistem. Konsekuensi: Jika vektor gaya luar sistem sama dengan nol, maka pusat massa sistem bergerak dengan kecepatan konstan dalam besaran dan arah, atau diam. Jika jumlah proyeksi gaya luar pada sumbu apa pun sama dengan nol, proyeksi vektor kecepatan dari pusat massa sistem ke sumbu ini konstan atau sama dengan nol. Gaya internal tidak mempengaruhi pergerakan pusat massa. 27
Slide 28
Ilustrasi teorema
Mode pemotretan berurutan menggambarkan teorema tentang pergerakan pusat massa sistem: saat Anda melepaskan rana, beberapa gambar dapat ditangkap dalam satu detik. Dengan menggabungkan seri seperti itu, para atlet yang melakukan trik dan gerakan hewan berubah menjadi antrean kembar yang padat. 28
Slide 29
Studi tentang gerak pusat massa sistem
Eksperimen virtual dengan model "Teorema tentang gerak pusat massa" Tujuan dari percobaan: untuk mempelajari gerak pusat massa suatu sistem dari dua fragmen kulit di bawah aksi gravitasi. Pastikan teorema tentang pergerakan pusat massa diterapkan pada deskripsi gerakan sewenang-wenang menggunakan contoh gerakan balistik, dengan mengubah parameternya: sudut tembakan, kecepatan awal proyektil dan rasio massa fragmen. 29
Slide 30
Hukum konservasi
30 “... analogi adalah kasus khusus tentang simetri, sejenis kesatuan khusus dari konservasi dan perubahan. Oleh karena itu, menggunakan metode analogi dalam analisis adalah bertindak sesuai dengan prinsip simetri. Analoginya tidak hanya diperbolehkan, tetapi juga diperlukan dalam pengetahuan tentang sifat benda .... "Ovchinnikov N. F. Prinsip-prinsip konservasi
Slide 31
Hukum kekekalan momentum sudut
Slide 32
Analogi deskripsi matematika
Gerak translasi Dari persamaan dasar dinamika gerak translasi Produk massa benda dengan kecepatan geraknya - momentum benda. Dengan tidak adanya aksi gaya, momentum benda dipertahankan: Gerak rotasi Dari persamaan dasar dinamika gerak rotasi Hasil dari momen inersia benda dengan kecepatan sudut rotasinya adalah momentum sudut. Saat total momen gaya sama dengan nol 32
Slide 33
Hukum dasar alam
Hukum kekekalan momentum sudut - salah satu hukum dasar alam yang paling penting - adalah konsekuensi dari isotropi ruang (kesimetrisan sehubungan dengan rotasi dalam ruang). Hukum kekekalan momentum sudut bukanlah konsekuensi dari hukum Newton. Pendekatan yang diusulkan untuk kesimpulan hukum bersifat pribadi. Dengan bentuk notasi aljabar yang serupa, hukum kekekalan momentum dan momentum sudut yang diterapkan pada satu benda memiliki arti yang berbeda: berbeda dengan kecepatan gerak translasi, kecepatan sudut rotasi suatu benda dapat berubah karena adanya perubahan momen inersia benda I oleh gaya internal. Hukum kekekalan momentum sudut dipenuhi untuk setiap sistem dan proses fisik, tidak hanya yang mekanis. 33
Slide 34
Hukum kekekalan momentum sudut
Momen momentum suatu sistem benda tetap tidak berubah untuk setiap interaksi di dalam sistem tersebut jika momen gaya eksternal yang bekerja padanya adalah nol. Konsekuensi dari hukum kekekalan momentum sudut dalam hal terjadi perubahan kecepatan rotasi pada satu bagian sistem, bagian lain juga akan mengubah kecepatan rotasi, tetapi berlawanan arah sehingga momentum sudut sistem tidak berubah; Jika momen inersia sistem tertutup berubah selama rotasi, maka kecepatan sudutnya juga berubah sedemikian rupa sehingga momentum sudut sistem tetap sama dalam kasus ketika jumlah momen gaya eksternal relatif terhadap sumbu tertentu sama dengan nol, momentum sudut sistem relatif terhadap sumbu yang sama tetap konstan ... Verifikasi eksperimental. Eksperimen dengan bangku Zhukovsky. Batasan penerapan. Hukum kekekalan momentum sudut dipenuhi dalam kerangka acuan inersia. 34
Slide 35
Bangku Zhukovsky
Bangku Zhukovsky terdiri dari tempat tidur dengan bantalan bola pendukung, di mana platform melingkar horizontal berputar. Bangku dengan orang tersebut dibawa ke rotasi, mengundangnya untuk merentangkan lengannya dengan dumbel ke samping, dan kemudian dengan tajam menekannya ke dadanya. 35
Slide 36
Slide 37
Fitur aplikasi
Hukum kekekalan momentum sudut terpenuhi jika: jumlah momen gaya eksternal sama dengan nol (gaya mungkin tidak seimbang dalam kasus ini); benda bergerak dalam medan gaya pusat (dengan tidak adanya gaya eksternal lainnya; relatif terhadap pusat medan) Hukum kekekalan momentum sudut diterapkan: ketika sifat perubahan dengan waktu gaya interaksi antara bagian-bagian sistem itu kompleks atau tidak diketahui; tentang sumbu yang sama untuk semua gaya dan momentum sudut; ke sistem yang sepenuhnya dan sebagian terisolasi. 37
Slide 38
Contoh perwujudan hukum
Ciri luar biasa dari gerak rotasi adalah sifat benda-benda berputar dengan tidak adanya interaksi dengan benda lain yang tidak hanya mengubah momentum sudut, tetapi juga arah sumbu rotasi di ruang angkasa. Rotasi harian Bumi. Gyroscopes Helicopter Circus ride Balet Figure skating Senam (jungkir balik) Melompat ke dalam air Bermain olahraga 38
Slide 39
Contoh 1. Rotasi harian Bumi
Bintang Kutub di konstelasi Ursa Major berfungsi sebagai titik referensi konstan bagi para pelancong di permukaan bumi. Kira-kira ke bintang ini sumbu rotasi Bumi diarahkan, dan imobilitas Bintang Kutub yang tampak jelas selama berabad-abad dengan jelas membuktikan bahwa selama ini arah sumbu rotasi Bumi di ruang angkasa tetap tidak berubah. Rotasi bumi memberikan ilusi rotasi kepada pengamat bola langit mengelilingi Bintang Utara. 39
Slide 40
Contoh 2. Giroskop
Giroskop adalah benda berat simetris yang berputar mengelilingi sumbu simetri dengan kecepatan sudut tinggi. Contoh: roda sepeda; turbin hidroelektrik; baling-baling. Properti giroskop bebas: menjaga posisi sumbu rotasi dalam ruang; tahan terhadap guncangan; kelembaman; memiliki reaksi yang tidak biasa terhadap aksi gaya eksternal: jika gaya cenderung memutar giroskop sekitar satu sumbu, maka giroskop berputar pada sumbu lain, tegak lurus terhadapnya, presesi. Memiliki berbagai macam aplikasi. 40
Slide 41
Penerapan giroskop
Slide 42
Contoh 3. Helikopter
Banyak ciri perilaku helikopter di udara yang ditentukan oleh efek giroskopik. Sebuah benda yang tidak diputar di sepanjang sumbu cenderung menjaga arah sumbu ini tidak berubah. Poros turbin, roda sepeda, dan bahkan partikel elementer, seperti elektron dalam atom, memiliki sifat giroskopik. 42
Slide 43
Contoh 4. Atraksi sirkus
Jika Anda mengamati dengan cermat pekerjaan seorang pemain sulap, Anda akan melihat bahwa, saat melempar benda, ia memberinya rotasi, memberikan momen impuls terarah dengan cara tertentu. Hanya dalam hal ini, pentungan, piring, topi, dll. Dikembalikan ke tangannya dalam posisi yang sama dengan yang diberikan kepadanya. 43
Slide 44
Contoh 5. Balet
Properti kecepatan sudut rotasi tubuh untuk berubah karena aksi gaya internal digunakan oleh atlet dan penari balet: ketika, di bawah pengaruh gaya internal, seseorang mengubah postur tubuhnya, menekan tangannya ke tubuh atau menyebarkannya ke samping, ia mengubah momen impuls tubuhnya, sementara momen impuls dipertahankan seolah-olah baik besarnya maupun arahnya, sehingga kecepatan sudut rotasinya juga berubah. 44
Slide 45
Contoh 6. Seluncur indah
Seorang skater yang berputar mengelilingi sumbu vertikal, pada awal putaran, mendekatkan lengannya ke tubuh, sehingga mengurangi momen inersia dan meningkatkan kecepatan sudut. Di akhir putaran, terjadi proses kebalikannya: ketika lengan dibentangkan, momen inersia meningkat dan kecepatan sudut berkurang, yang memudahkan untuk menghentikan putaran dan mulai melakukan elemen lain. 45
Slide 46
Contoh 7. Senam
Pesenam yang melakukan jungkir balik, pada tahap awal, menekuk lutut dan menekannya ke dada, sehingga mengurangi momen inersia dan meningkatkan kecepatan sudut rotasi di sekitar sumbu horizontal. Pada akhir lompatan, tubuh menjadi tegak, momen inersia bertambah, dan kecepatan sudut berkurang. 46
Slide 47
Contoh 8. Melompat ke air
Guncangan yang dialami oleh penyelam ke dalam air, pada saat terpisah dari papan fleksibel, "memelintirnya", memberikan cadangan awal momen momentum relatif terhadap pusat massa. Sebelum memasuki air, setelah melakukan satu atau beberapa putaran dengan kecepatan sudut tinggi, atlet merentangkan lengannya, sehingga meningkatkan momen inersia dan, akibatnya, menurunkan kecepatan sudutnya. 47
Slide 48
Masalah stabilitas rotasi
Rotasi stabil sehubungan dengan sumbu utama inersia yang bertepatan dengan sumbu simetri benda. Jika pada saat awal kecepatan sudut menyimpang sedikit ke arah dari sumbu, yang sesuai dengan nilai tengah momen inersia, kemudian sudut defleksi meningkat dengan cepat, dan bukannya rotasi seragam sederhana di sekitar arah konstan, benda mulai melakukan jungkir balik yang tampak acak. 48
Slide 49
Contoh 9. Berolahraga.
Rotasi memainkan peran penting dalam olahraga: tenis, biliar, bisbol. Pukulan luar biasa "daun kering" dalam sepak bola ditandai dengan lintasan khusus bola yang berputar karena munculnya gaya angkat pada aliran udara yang masuk (efek Magnus). 49
Slide 50
Masalah untuk diskusi
Teleskop Luar Angkasa Hubble mengapung bebas di angkasa. Bagaimana Anda bisa mengubah orientasinya untuk menargetkan objek penting bagi astronom? lima puluh
Slide 51
Mengapa kucing selalu mendarat dengan kakinya saat jatuh? Mengapa sulit menjaga keseimbangan pada sepeda roda dua yang tidak bergerak dan sama sekali tidak sulit saat sepeda bergerak? Bagaimana perilaku kokpit helikopter dalam penerbangan jika, karena alasan tertentu, rotor ekor berhenti bekerja? 51
Slide 52
Energi kinetik dari tubuh yang berputar
Slide 53
Energi kinetik benda berputar sama dengan jumlah energi kinetik dari masing-masing bagiannya: Karena kecepatan sudut semua titik benda berputar adalah sama, dengan menggunakan hubungan antara kecepatan linier dan sudut, kita dapatkan: Nilai dalam tanda kurung mewakili momen inersia benda relatif terhadap sumbu rotasi: Rumus energi kinetik tubuh berputar: 53
Slide 54
Energi kinetik dalam gerakan bidang-paralel
Dalam gerakan bidang, energi kinetik benda kaku sama dengan jumlah energi kinetik rotasi di sekitar sumbu yang melewati pusat massa dan energi kinetik gerakan translasi dari pusat massa: Benda yang sama juga dapat memiliki energi potensial EP jika berinteraksi dengan benda lain. Maka energi totalnya adalah: Bukti 54
Slide 61
Penyimpanan energi inersia
Ketergantungan energi kinetik rotasi pada momen inersia benda digunakan dalam akumulator inersia. Pekerjaan yang dilakukan oleh energi kinetik rotasi adalah: Contoh: roda gerabah, roda besar pabrik air, roda gila pada mesin pembakaran internal... Roda gila digunakan dalam pabrik bergulir, memiliki diameter lebih dari tiga meter dan massa lebih dari empat puluh ton. 61
Slide 62
Sekali lagi tentang berguling
Soal solusi independen Bola menggelinding ke bawah bidang miring dengan ketinggian h \u003d 90 cm Berapakah kecepatan linier pusat bola saat bola menggelinding dari bidang miring? Selesaikan masalah dengan cara yang dinamis dan energik. Sebuah bola homogen bermassa m dan jari-jari R menggelinding tanpa bergeser di sepanjang bidang miring membentuk sudut α dengan cakrawala. Tentukan: a) nilai koefisien gesekan yang tidak akan terjadi luncuran; b) energi kinetik bola tseconds setelah dimulainya gerakan. Cincin dan cakram, yang memiliki massa dan diameter yang sama, menggelinding di sepanjang bidang miring tanpa tergelincir. Mengapa cincin dan cakram tidak mencapai ujung pesawat pada saat yang bersamaan? Ratakan jawabannya. 62
Slide Nomor 63
Kesimpulan
63 "Dalam fisika, sering terjadi bahwa kesuksesan yang signifikan dicapai dengan menggambar analogi yang konsisten antara fenomena yang tidak terkait." Albert Einstein
Slide 64
"Carilah dan Anda akan menemukan"
“Kebetulan dalam waktu yang lama di dalam kapasitor, tempat penyimpanan muatan ini, ada medan listrik, dan dalam kumparan dengan arus - magnet. Tetapi menggantung kapasitor di medan magnet - ini hanya dapat terjadi pada anak yang sangat ingin tahu. Dan tidak sia-sia - dia belajar sesuatu yang baru ... Ternyata, - anak Penasaran berkata pada dirinya sendiri, - medan elektromagnetik memiliki atribut mekanika: kepadatan impuls dan momentum sudut! " (Stasenko A.L. Mengapa harus ada kapasitor dalam medan magnet? Kvant, 1998, No. 5). "Dan apa persamaan di antara mereka - sungai, topan, molekul? ..." (Rotasi Stasenko AL: sungai, topan, molekul. Quantum, 1997, No. 5). Untuk menemukan sesuatu, Anda perlu mencari; untuk mencapai sesuatu, Anda perlu bertindak! 64
Slide 65
Baca lebih banyak
Baca buku: D. Fisika Populer Orir. M .: Mir, 1964, atau Cooper L. Physics untuk semua. M .: Mir, 1973. T. 1. Dari mereka Anda akan belajar banyak hal menarik tentang pergerakan planet, roda, puncak, rotasi pesenam di palang dan ... mengapa kucing selalu jatuh dengan cakarnya. Baca di "Quantum": I. Vorobiev. An Unusual Journey. (№2, 1974) Davydov V. Bagaimana orang India melempar tomahawk? (№ 11, 1989) Jones D., Mengapa sepeda stabil (№ 12, 1970) Kikoin A. Gerak rotasi benda (№ 1, 1971) Krivoshlykov S. Mekanika bagian atas yang berputar. (№ 10, 1971) Lange V. Mengapa buku itu jatuh (N3,2000) Thomson JJ Tentang dinamika bola golf. (№8, 1990) Gunakan sumber daya pendidikan dari Internet: http://physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/mech.htm http://howitworks.iknowit.ru/paper1113.html http: // class-fizika. narod.ru/9_posmotri.htm, dll. 65
Slide 66
Lakukan eksperimen, observasi, simulasi
Pelajari keteraturan gerak rotasi menggunakan simulator (Java applet) ROTASI BEBAS SYMMETRIC WOLF FREE ROTATION OF A HOMOGENEOUS CYLINDER (SYMMETRIC WOLF) PRECED PRECESSION oleh Internet GYROSCOPE sumber daya jaringan pendidikan Tentukan momen fisik inersia perangkat inersia. Melaksanakan studi eksperimental "Penentuan posisi pusat massa dan momen inersia tubuh manusia relatif terhadap sumbu anatomis". Jeli! 66
Slide 67
67 hari ini saya menemukan ... Saya mengerjakan tugas ... itu menarik ... itu sulit ... Saya punya masalah belajar ... Saya akan terus bekerja ... Terima kasih atas pekerjaan Anda! Layar reflektif
Slide 68
Bahan informasi yang digunakan
Buku teks untuk kelas 10 dengan studi mendalam fisika di bawah editorial A. A. Pinsky, O. F. Kabardin. M .: "Pendidikan", 2005. Mata kuliah pilihan dalam fisika. O. F. Kabardin, V. A. Orlov, A. V. Ponomareva. M .: "Pendidikan", 1977 Remizov AN Physics Course: Buku Teks. untuk universitas / A. N. Remizov, A. Ya. Potapenko. M .: Bustard, 2004. Mata Kuliah Fisika Trofimova TI: Buku Ajar. manual untuk universitas. M .: SMA1990. http://ru.wikipedia.org/wiki/ http://elementy.ru/trefil/21152 http://www.physics.ru/courses/op25part1/content/chapter1/section/paragraph23/theory. html Physclips. Pengantar multimedia untuk fisika. http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/rotation.htm dan lain-lain Materi ilustrasi dari Internet digunakan dalam desain untuk tujuan pendidikan. 68
Lihat semua slide
"Pindah" - Grafik koordinat. Gerakan ditentukan oleh luas gambar. Menurut grafik, tentukan koordinat benda pada waktu 2 detik. Gerakan bujursangkar seragam ... ... sama saja ... Bergerak. Persamaan koordinat. Representasi grafis dari perpindahan, kecepatan dan percepatan dalam gerakan garis lurus.
"Pindah Kelas 9" - Tugas yang sulit! Apa jejak ban di jalan? Perhatian! ... Cara -. Leo Tolstoy menawarkan masalah berikut: Lintasan -. Tugas yang menyenangkan: Ivanov, kenapa kamu terlambat kerja hari ini? Panjang lintasan. Panjang jalur lari di stadion ini adalah 400m. Kemudian di ketiga, dan lagi ke arah yang salah. Bergerak. - Segmen arah yang menghubungkan posisi awal dan akhir tubuh.
"Gerakan mantap" - Gerakan mantap. Serigala adalah pemenangnya. Kereta bergerak merata. Traktor. Kecepatan. Kemiringan grafik. Susunan acara. Kecepatan beberapa benda. Grafik ketergantungan. Jalan dan gerakan. Persamaan gerak.
"Kecepatan gerak stabil" - Kecepatan memiliki arah. Formulir aplikasi. Kecepatan gerakan seragam. Nilai numerik kecepatan. Belajar memecahkan masalah. Merencanakan kecepatan versus waktu. Jelaskan kecepatan gerakan stabil. Lalu lintas. Tuliskan jawaban atas pertanyaan tersebut. Bacalah dua puisi. Membangun grafik. Kuantitas fisik.
"Kecepatan waktu jarak" - Ringkasan pelajaran. Kupu-kupu terbang 3000 km dalam 30 jam. Apakah Anda menikmati pelajaran ini? Tanpa akun, surat itu tidak akan menemukan penerima, Dan orang-orang tidak akan bisa bermain petak umpet. Pengingat untuk pekerjaan dalam pelajaran. Seekor cheetah kabur dari kebun binatang. Laba-laba berlari 60 cm dalam 2 detik, pada kecepatan berapa cheetah berlari? Bekerja dengan tabel data. Semua orang di kota kami adalah teman.
"Masalah untuk gerakan seragam" - Jelaskan gerakan tubuh. Akselerasi benda yang bergerak lurus. Tubuh apa yang bertemu. Kecepatan suatu benda bergerak dalam garis lurus. Tuliskan sifat gerakan masing-masing tubuh. Batang. Pertimbangkan rencana solusi. Menggerakkan tubuh. Grafik. Kecepatan rata-rata. Tuliskan rumus umumnya. Jelaskan grafiknya. Ubah nilai kecepatan yang diperoleh menjadi m / s.
Dengan mengklik tombol "Unduh arsip", Anda akan mengunduh file yang Anda butuhkan secara gratis.
Sebelum mengunduh file ini, ingat abstrak, kontrol, tugas, tesis, artikel, dan dokumen lain yang tidak diklaim di komputer Anda. Ini adalah pekerjaan Anda, harus berpartisipasi dalam perkembangan masyarakat dan memberi manfaat bagi orang banyak. Temukan karya ini dan serahkan ke basis pengetahuan.
Kami dan semua siswa, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.
Untuk mengunduh arsip dengan dokumen, pada bidang di bawah ini, masukkan nomor lima digit dan klik tombol "Unduh arsip"
Dokumen serupa
Gerakan bidang sewenang-wenang dari benda kaku. Tiga koordinat independen. Kecepatan titik tubuh dalam gerakan datar. Tingkat sudut rotasi gambar. Pusat kecepatan dan sentroid seketika. Percepatan titik dalam gerakan bidang. Pusat akselerasi instan.
presentasi ditambahkan pada 10/24/2013
Gambaran umum dari bagian mekanika klasik. Persamaan kinematik gerak suatu titik material. Proyeksi vektor kecepatan pada sumbu koordinat. Percepatan normal dan tangensial. Kinematika tubuh yang kaku. Gerakan translasi dan rotasi benda kaku.
presentasi ditambahkan pada 02/13/2016
Menentukan pergerakan suatu titik. Hodograf vektor jari-jari. Persamaan gerak suatu titik. Vektor, alami, koordinat. Gerakan translasi, rotasi, bidang-paralel dari tubuh. Kecepatan titik selama gerakan tubuh. Pusat Kecepatan Instan.
presentasi ditambahkan pada 11/09/2013
Memecahkan masalah menentukan kecepatan dan percepatan titik-titik benda yang kaku selama gerakan translasi dan rotasi. Penentuan energi kinetik sistem, kerja gaya, kecepatan pada saat terakhir waktu. Analisis kinematik dari mekanisme multi-tautan.
tes, ditambahkan pada 23/11/2009
Aksioma statika. Momen sistem gaya di sekitar titik dan sumbu. Kopling dan gesekan geser. Mata pelajaran kinematika. Metode untuk menentukan pergerakan titik. Percepatan normal dan tangensial. Gerakan translasi dan rotasi tubuh. Pusat Kecepatan Instan.
lembar contekan, ditambahkan 12/02/2014
Konsep dasar kinematika. Sistem mekanis dan titik material. Konsep bodi kaku mutlak. Gerakan translasi dan rotasi. Konsep kecepatan rata-rata dan seketika. Komponen kecepatan dan proyeksi. Hukum gerak kinematik.
presentasi ditambahkan pada 14/08/2013
Fundamental gerakan tubuh yang kaku. Esensi dan hukum yang menggambarkan sifat gerak translasinya. Deskripsi rotasi benda kaku di sekitar sumbu tetap dengan menggunakan rumus. Fitur dan karakteristik kinematik dasar dari gerakan berputar.
