Як визначити лінійну швидкість


 

Лінійна швидкість характеризує криволінійний рух. В будь-якій точці траєкторії вона спрямована по дотичній до неї. Її можна виміряти за допомогою звичайного спідометра. Якщо відомо, що така швидкість постійна, то вона знаходиться з відношення шляху до часу, за яке він був пройдений. Спеціальні формули використовуються для розрахунку лінійної швидкості тіла, що рухається по колу.



Вам знадобиться

— спідометр;
- Кутомір;
- Секундомір;
- Калькулятор.

Інструкція

  1. Якщо це можливо, обладнайте тіло спідометром (наприклад, в автомобілі він вбудований), і виміряйте лінійну швидкість руху тіла. Якщо відомо, що рух рівномірно (модуль швидкості не змінюється), знайдіть довжину траєкторії, по якій рухалося тіло S, за допомогою секундоміра виміряйте час t, яке тіло провело в дорозі. Знайдіть лінійну швидкість, поділивши шлях на час його проходження v = S / t.
  2. Щоб знайти лінійну швидкість тіла, яке рухається по круговій траєкторії, виміряйте її радіус R. Після цього, за допомогою секундоміра, виміряйте час T, що витрачається тілом на одне повне звернення. Воно називається періодом обертання. Щоб знайти лінійну швидкість, з якою тіло рухається по круговій траєкторії, поділіть її довжину 2 ∙ π ∙ R (довжина кола), π ≈ 3,14, на період обертання v = 2 ∙ π ∙ R / T.
  3. Визначте лінійну швидкість, використовуючи її співвідношення з кутовий. Для цього за допомогою секундоміра знайдіть час t, за який тіло описує дугу, видну з центру, під кутом φ. Виміряйте цей кут в радіанах і радіус кола R, яка є траєкторією руху тіла. Якщо кутомір виробляє вимір в градусах, переведіть його в радіани. Для цього число π помножте на свідчення кутоміра і поділіть на 180. Наприклад, якщо тіло описало дугу 30 º, то цей кут в радіанах дорівнює π ∙ 30/180 = π / 6. Враховуючи, що π ≈ 3,14, то π / 6 ≈ 0,523 радіана. Центральний кут, що впирається в дугу, пройдену тілом, називається кутовим переміщенням, а кутова швидкість дорівнює відношенню кутового переміщення до часу, за який воно сталося ω = φ / t. Знайдіть лінійну швидкість, помноживши кутову на радіус траєкторії v = ω ∙ R.
  4. Якщо є значення доцентрового прискорення a, яке має будь-яке тіло, що рухається по колу, знайдіть лінійну швидкість. Для цього помножте лінійне прискорення на радіус R кола, що представляє собою траєкторію, а з отриманого числа витягніть квадратний корінь v = √ (a ∙ R).