Движение по окружности — тренажёр для 9 класса

Даже если тело движется по окружности с постоянной по модулю скоростью, оно движется с ускорением: направление скорости всё время меняется. Это ускорение направлено к центру окружности и называется центростремительным. Формулы a = v²/R, v = 2πR/T и ω = 2π/T связывают скорость, радиус, период и угловую скорость.

🚀 Попробовать без регистрации 📝 Задачи с решениями ⚔️ Вызвать на дуэль

Что проверяет эта тема

  • Применять формулу a = v²/R.
  • Связывать линейную и угловую скорость.
  • Находить период и частоту.
  • Понимать, куда направлено ускорение.

Формулы и правила

Что ищем Формула Обозначения
Центростремительное ускорение $a = v² / R$ v — скорость, R — радиус.
Скорость по окружности $v = 2πR / T$ За период тело проходит длину окружности.
Угловая скорость $ω = 2π / T$ Угол поворота за единицу времени.
Через угловую скорость $a = ω²\cdot R$ Связь линейной и угловой скорости.

Разбор задачи по шагам

Задача: тело движется по окружности R = 20 м со скоростью 10 м/с. Найдите ускорение.

Шаг 1. Записываем формулу. a = v² / R. Почему: при равномерном движении по окружности ускорение направлено к центру.

Шаг 2. Подставляем значения. v = 10 м/с, R = 20 м.

Шаг 3. Считаем. a = 10² / 20 = 100 / 20 = 5 м/с².

Шаг 4. Записываем ответ. Центростремительное ускорение равно 5 м/с².

Ещё один разбор

Задача. Тело движется по окружности $R=14.8$ м со скоростью $38$ м/с. Центростремительное ускорение (м/с²)?

1
Центростремительное ускорение: $a = \frac{v^2}{R}$.
$v=38$ м/с, $R=14.8$ м
2
Вычисляем.
$a = \frac{38^2}{14.8} = 97.57$ м/с²

Ответ: 97.57

Типичные ошибки

Ошибка: Используют диаметр вместо радиуса
Почему: В условии дают диаметр
Как проверить: R = d / 2. В формулу подставляйте радиус.
Ошибка: Считают, что при постоянной скорости ускорения нет
Почему: Скорость по модулю не меняется
Как проверить: Меняется направление скорости, поэтому ускорение есть. Оно направлено к центру.
Ошибка: Путают линейную и угловую скорость
Почему: Обе обозначаются буквой v/ω
Как проверить: Линейная — м/с, угловая — рад/с. Связь: v = ω·R.
Ошибка: Забывают перевести период в секунды
Почему: Период дан в минутах
Как проверить: T должно быть в секундах, иначе единицы не сойдутся.

Типы задач в тренажёре

В тренажёре:

  • Центростремительное ускорение по v и R.
  • Скорость по радиусу и периоду.
  • Угловая скорость и период.
  • Сравнение ускорений при разных радиусах.

Ответ проверяется сразу.

Кому и когда это нужно

Тема изучается в 9 классе (механика) и встречается в ОГЭ по физике. В 10 классе повторяется при изучении динамики.

Родителям: пример с каруселью: чем дальше от центра, тем больше линейная скорость при том же периоде. Это помогает почувствовать формулу v = 2πR/T.

Частые вопросы

Почему при равномерном движении по окружности есть ускорение?

Скорость — вектор. Даже если её модуль постоянен, направление меняется, значит, есть изменение скорости и ускорение.

Куда направлено центростремительное ускорение?

К центру окружности, по радиусу. Поэтому оно и называется центростремительным.

Как связаны период и частота?

T = 1/ν и ν = 1/T. Период — время одного оборота, частота — число оборотов в секунду.

Что такое центростремительная сила?

Сила, которая удерживает тело на окружности и создаёт центростремительное ускорение. Это может быть сила натяжения, трения или гравитации.

Примеры задач

Тело движется по окружности $R=11.6$ м со скоростью $10$ м/с. Центростремительное ускорение (м/с²)?
Ответ: 8.62
Тело движется по окружности $R=2.3$ м со скоростью $5$ м/с. Центростремительное ускорение (м/с²)?
Ответ: 10.87
Тело движется по окружности $R=12.1$ м со скоростью $17$ м/с. Центростремительное ускорение (м/с²)?
Ответ: 23.88

Готовы попробовать свои силы?

В тренажёре задачи проверяются автоматически, а после ошибки показывается пошаговое решение.

Перейти к задачам

Смежные темы

Ускорение Период маятников Частота колебаний Второй закон Ньютона