
Chương 9: Chuyển động quay của vật rắn quanh một điểm cố định
Số trang: 10
Loại file: pdf
Dung lượng: 176.41 KB
Lượt xem: 23
Lượt tải: 0
Xem trước 2 trang đầu tiên của tài liệu này:
Thông tin tài liệu:
Định nghĩa Chuyển động của vật rắn có một điểm luôn luôn cố định đ-ợc gọi là chuyển động quay quanh một điểm cố định Thí dụ: Con quay tại chỗ, bánh xe ôtô chuyển động khi ôtô lái trên đ-ờng vòng; cánh quạt của máy bay khi máy bay lượn vòng
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 9: Chuyển động quay của vật rắn quanh một điểm cố định -118- Ch−¬ng 9ChuyÓn ®éng quay cña vËt r¾n quanh mét ®iÓm cè ®Þnh - chuyÓn ®éng tæng qu¸t cña vËt r¾n9.1. ChuyÓn ®éng quay cña vËt r¾n quanh mét ®iÓm cè ®Þnh9.1.1 §Þnh nghÜa ChuyÓn ®éng cña vËt r¾n cã mét ®iÓm lu«n lu«n cè ®Þnh ®−îc gäi lµchuyÓn ®éng quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh ThÝ dô: Con quay t¹i chç, b¸nh ∆xe «t« chuyÓn ®éng khi «t« l¸i trªn ∆®−êng vßng; c¸nh qu¹t cña m¸y bay r ωkhi m¸y bay l−în vßng .v ω M« h×nh nghiªn cøu vËt r¾nchuyÓn ®éng quay quanh mét ®iÓm O Ocè ®Þnh biÓu diÔn trªn h×nh 9.1. H×nh 9 - 19.1.2 Th«ng sè ®Þnh vÞ. VËt r¾n quay quanh mét ®iÓm cè®Þnh cã thÓ biÓu diÔn b»ng tiÕt diÖn( S)cña vËt quay quanh ®iÓm O ( h×nh 9.2 ). 1TiÕt diÖn nµy kh«ng ®i qua ®iÓm cè ®ÞnhO vµ chuyÓn ®éng trong hÖ to¹ ®é cè θ y1 0®Þnh Oxyz. §Ó x¸c ®Þnh th«ng sè ®Þnh vÞ Π ycña vËt ta dùng trôc oz, vu«ng gãc víi N ψ ϕtiÕt diÖn (S). Dùng mÆt ph¼ng π chøa hai x x1trôc oz vµ oz1 . MÆt ph¼ng nµy c¾t mÆt Nph¼ng oxy theo ®−êng OD. VÏ ®−êng H×nh 9-2th¼ng ON vu«ng gãc víi mÆt -119- π ph¼ng π khi ®ã cã gãc DON = . §−êng ON n»m trong mÆt ph¼ng Oxy 2vµ gäi lµ ®−êng mót.§Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña vËt trong hÖ to¹ ®é oxyz tr−íc hÕt ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc vÞtrÝ cña trôc oz1, nghÜa lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc c¸c gãc θ vµ α. TiÕp theo ph¶i x¸c®Þnh ®−îc vÞ trÝ cña vËt so víi trôc oz1 nghÜa lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ cña nãso víi mÆt ph¼ng ONz1, nhê gãc ϕ= NIA. Nh− vËy ta cã thÓ chän ba gãc ϕ, α vµθ lµ ba th«ng sè ®Þnh vÞ cña vËt., ë ®©y gãc α cßn cã thÓ thay thÕ b»ng gãc ψ =π −α.2 Ba gãc ϕ, ψ, θ gäi lµ 3 gãc ¥le. Gãc ϕ gäi lµ gãc quay riªng; gãc ψ gäi lµ gãc tiÕn ®éng vµ gãc θ gäi lµgãc ch−¬ng ®éng.9.1.2.2. Ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng Trong qóa tr×nh chuyÓn ®éng cña vËt c¸c gãc ¬le thay ®æi theo thêi gian v×thÕ ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña vËt r¾n quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh cãd¹ng: ϕ= ϕ (t). ψ= ψ(t). (9.1 ) θ= θ( t). C¨n cø vµo kÕt qu¶ trªn cã thÓ ph¸t biÓu c¸c hÖ qu¶ vÒ sù tæng hîp vµph©n tÝch chuyÓn ®éng cña vËt r¾n quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh nh− sau: HÖ qu¶ 9. 1: ChuyÓn ®éng cña vËt r¾n quay quanh 1 ®iÓm cè ®Þnh bao giêcòng cã thÓ ph©n tÝch thµnh ba chuyÓn ®éng quay thµnh phÇn quanh ba trôc giaonhau t¹i ®iÓm cè ®Þnh O. C¸c chuyÓn ®éng ®ã lµ: chuyÓn ®éng quau riªng quanhtrôc Oz1 víi ph−¬ng tr×nh ϕ = ϕ( t); ChuyÓn ®éng quay ch−¬ng ®éng quanh trôcON víi ph−¬ng tr×nh θ = θ( t) vµ chuyÓn ®éng quay tiÕn ®éng quanh trôc Oz víi -120-ph−¬ng tr×nh ψ = ψ(t). HÖ qu¶ 9.2: Tæng hîp hai hay nhiÒu chuyÓn ®éng quay quanh c¸c trôcgiao nhau t¹i mét ®iÓm lµ mét chuyÓn ®éng quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh ®ã.9.1.2.3. VËn tèc gãc vµ gia tèc gãc cña vËt. - VËn tèc gãc. Gäi vËn tèc gãc cña c¸c chuyÓn ®éng quay riªng, quay tiÕn ®éng vµ quaych−¬g ®éng lÇn l−ît lµ ϖ1, ϖ2 vµ ϖ3 ta cã: ϖ 1= ϕ ; ϖ 2 = ψ ; & & & ϖ3 = θ Theo hÖ qu¶ 9.2 dÔ dµng suy ra vËn tèc gãc tæng hîp ϖ cña vËt ϖ= ϖ1 + ϖ2 + ϖ3 (9.2). V× c¸c vect¬ ϖ1, ϖ2, ϖ3 thay ®æi theo thêi gian nªn ϖ còng lµ vect¬ thay®æi theo thêi gian c¶ vÒ ®é lín lÉn ph−¬ng chiÒu. Nh− vËy vect¬ ϖ lµvect¬ vËn tèc gãc tøc thêiT¹i mét thêi ®iÓm cã thÓ ω3xem chuyÓn ®éng cña vËt 1 ω1r¾n quay quanh mét ®iÓm ∆ θ ωcè ®Þnh nh− lµ mét chuyÓn 0 y®éng quay tøc thêi víi vËntèc gãc ϖ quanh trôc quay x ψtøc thêi ∆ ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 9: Chuyển động quay của vật rắn quanh một điểm cố định -118- Ch−¬ng 9ChuyÓn ®éng quay cña vËt r¾n quanh mét ®iÓm cè ®Þnh - chuyÓn ®éng tæng qu¸t cña vËt r¾n9.1. ChuyÓn ®éng quay cña vËt r¾n quanh mét ®iÓm cè ®Þnh9.1.1 §Þnh nghÜa ChuyÓn ®éng cña vËt r¾n cã mét ®iÓm lu«n lu«n cè ®Þnh ®−îc gäi lµchuyÓn ®éng quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh ThÝ dô: Con quay t¹i chç, b¸nh ∆xe «t« chuyÓn ®éng khi «t« l¸i trªn ∆®−êng vßng; c¸nh qu¹t cña m¸y bay r ωkhi m¸y bay l−în vßng .v ω M« h×nh nghiªn cøu vËt r¾nchuyÓn ®éng quay quanh mét ®iÓm O Ocè ®Þnh biÓu diÔn trªn h×nh 9.1. H×nh 9 - 19.1.2 Th«ng sè ®Þnh vÞ. VËt r¾n quay quanh mét ®iÓm cè®Þnh cã thÓ biÓu diÔn b»ng tiÕt diÖn( S)cña vËt quay quanh ®iÓm O ( h×nh 9.2 ). 1TiÕt diÖn nµy kh«ng ®i qua ®iÓm cè ®ÞnhO vµ chuyÓn ®éng trong hÖ to¹ ®é cè θ y1 0®Þnh Oxyz. §Ó x¸c ®Þnh th«ng sè ®Þnh vÞ Π ycña vËt ta dùng trôc oz, vu«ng gãc víi N ψ ϕtiÕt diÖn (S). Dùng mÆt ph¼ng π chøa hai x x1trôc oz vµ oz1 . MÆt ph¼ng nµy c¾t mÆt Nph¼ng oxy theo ®−êng OD. VÏ ®−êng H×nh 9-2th¼ng ON vu«ng gãc víi mÆt -119- π ph¼ng π khi ®ã cã gãc DON = . §−êng ON n»m trong mÆt ph¼ng Oxy 2vµ gäi lµ ®−êng mót.§Ó x¸c ®Þnh vÞ trÝ cña vËt trong hÖ to¹ ®é oxyz tr−íc hÕt ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc vÞtrÝ cña trôc oz1, nghÜa lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc c¸c gãc θ vµ α. TiÕp theo ph¶i x¸c®Þnh ®−îc vÞ trÝ cña vËt so víi trôc oz1 nghÜa lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®−îc vÞ trÝ cña nãso víi mÆt ph¼ng ONz1, nhê gãc ϕ= NIA. Nh− vËy ta cã thÓ chän ba gãc ϕ, α vµθ lµ ba th«ng sè ®Þnh vÞ cña vËt., ë ®©y gãc α cßn cã thÓ thay thÕ b»ng gãc ψ =π −α.2 Ba gãc ϕ, ψ, θ gäi lµ 3 gãc ¥le. Gãc ϕ gäi lµ gãc quay riªng; gãc ψ gäi lµ gãc tiÕn ®éng vµ gãc θ gäi lµgãc ch−¬ng ®éng.9.1.2.2. Ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng Trong qóa tr×nh chuyÓn ®éng cña vËt c¸c gãc ¬le thay ®æi theo thêi gian v×thÕ ph−¬ng tr×nh chuyÓn ®éng cña vËt r¾n quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh cãd¹ng: ϕ= ϕ (t). ψ= ψ(t). (9.1 ) θ= θ( t). C¨n cø vµo kÕt qu¶ trªn cã thÓ ph¸t biÓu c¸c hÖ qu¶ vÒ sù tæng hîp vµph©n tÝch chuyÓn ®éng cña vËt r¾n quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh nh− sau: HÖ qu¶ 9. 1: ChuyÓn ®éng cña vËt r¾n quay quanh 1 ®iÓm cè ®Þnh bao giêcòng cã thÓ ph©n tÝch thµnh ba chuyÓn ®éng quay thµnh phÇn quanh ba trôc giaonhau t¹i ®iÓm cè ®Þnh O. C¸c chuyÓn ®éng ®ã lµ: chuyÓn ®éng quau riªng quanhtrôc Oz1 víi ph−¬ng tr×nh ϕ = ϕ( t); ChuyÓn ®éng quay ch−¬ng ®éng quanh trôcON víi ph−¬ng tr×nh θ = θ( t) vµ chuyÓn ®éng quay tiÕn ®éng quanh trôc Oz víi -120-ph−¬ng tr×nh ψ = ψ(t). HÖ qu¶ 9.2: Tæng hîp hai hay nhiÒu chuyÓn ®éng quay quanh c¸c trôcgiao nhau t¹i mét ®iÓm lµ mét chuyÓn ®éng quay quanh mét ®iÓm cè ®Þnh ®ã.9.1.2.3. VËn tèc gãc vµ gia tèc gãc cña vËt. - VËn tèc gãc. Gäi vËn tèc gãc cña c¸c chuyÓn ®éng quay riªng, quay tiÕn ®éng vµ quaych−¬g ®éng lÇn l−ît lµ ϖ1, ϖ2 vµ ϖ3 ta cã: ϖ 1= ϕ ; ϖ 2 = ψ ; & & & ϖ3 = θ Theo hÖ qu¶ 9.2 dÔ dµng suy ra vËn tèc gãc tæng hîp ϖ cña vËt ϖ= ϖ1 + ϖ2 + ϖ3 (9.2). V× c¸c vect¬ ϖ1, ϖ2, ϖ3 thay ®æi theo thêi gian nªn ϖ còng lµ vect¬ thay®æi theo thêi gian c¶ vÒ ®é lín lÉn ph−¬ng chiÒu. Nh− vËy vect¬ ϖ lµvect¬ vËn tèc gãc tøc thêiT¹i mét thêi ®iÓm cã thÓ ω3xem chuyÓn ®éng cña vËt 1 ω1r¾n quay quanh mét ®iÓm ∆ θ ωcè ®Þnh nh− lµ mét chuyÓn 0 y®éng quay tøc thêi víi vËntèc gãc ϖ quanh trôc quay x ψtøc thêi ∆ ...
Tìm kiếm theo từ khóa liên quan:
Giáo án Vật lý Chuyển động quay của vật rắn Phương trình chuyển động của vật rắn Vận tốc góc của vật Vận tốc giá tốc gócTài liệu có liên quan:
-
Bài 29: QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐỊNH LUẬT BÔI - LƠ – MA – RI - OT
4 trang 51 0 0 -
Giáo án Vật lý lớp 6 (Học kỳ 1)
78 trang 44 0 0 -
Giáo án Vật lý lớp 6 (Trọn bộ cả năm)
166 trang 36 0 0 -
Bài giảng Lực và chuyển động - Bài 4: Moment lực
15 trang 35 0 0 -
Hướng dẫn giải bài tập trắc nghiệm vật lí (Phần Cơ học): Phần 1
70 trang 34 0 0 -
Grade: 7 Unit4- Set4: MEASUREMENT
6 trang 32 0 0 -
62 trang 29 0 0
-
Bài giảng Cơ học lý thuyết: Chương 6 - Huỳnh Vinh
28 trang 29 0 0 -
Giáo án tự chọn Lý 12 - Dương Văn Đồng
41 trang 27 0 0 -
20 trang 26 0 0
-
BÀI TẬP TỰ LUẬN MÔN VẬT LÝ LỚP 10 PHẦN TĨNH HỌC 1
10 trang 26 0 0 -
4 trang 26 0 0
-
Giáo án vật lý lớp 6 - Tiết 18 & 19
7 trang 25 0 0 -
Bài tập phóng xạ môn Vật lý lớp 12
43 trang 25 0 0 -
Bài giảng Vật lý đại cương - Chương 2: Cơ học
70 trang 24 0 0 -
Bài giảng Cơ sở vật lý cho Tin học - Chương 2: Cơ học
30 trang 24 0 0 -
Giáo án vật lý lớp 6 - Tiết 10
7 trang 23 0 0 -
Giáo án vật lý lớp 6 - Tiết 28
4 trang 22 0 0 -
123 trang 22 0 0
-
10 trang 22 0 0