Teori gerak melingkar. Gerakan tubuh dalam lingkaran dengan kecepatan modulo konstan

Seringkali orang khawatir tentang apa itu pingsan dan kehilangan kesadaran, apa perbedaan antara istilah-istilah ini dan bagaimana memberikan pertolongan pertama yang benar kepada orang yang tidak sadar.

Ciri-ciri kehilangan kesadaran

Kehilangan kesadaran adalah keadaan di mana tubuh tidak merespons rangsangan eksternal dan tidak menyadari realitas di sekitarnya. Ada beberapa jenis ketidaksadaran:


Dengan demikian, ternyata pingsan merupakan salah satu jenis kehilangan kesadaran.

Penyebab hilangnya kesadaran

Penyebab utama hilangnya kesadaran adalah:

  • terlalu banyak pekerjaan;
  • rasa sakit yang kuat;
  • stres dan pergolakan emosional;
  • dehidrasi tubuh;
  • hipotermia atau tubuh terlalu panas;
  • kekurangan oksigen;
  • ketegangan saraf.

Mengetahui penyebab pingsan dan kehilangan kesadaran, apa perbedaan antara kondisi ini, Anda dapat memberikan pertolongan pertama dengan benar.

Kerusakan otak yang menyebabkan hilangnya kesadaran dapat disebabkan oleh paparan langsung keracunan, perdarahan) maupun tidak langsung (perdarahan, pingsan, syok, mati lemas, gangguan metabolisme).

Jenis-jenis kehilangan kesadaran

Ada beberapa jenis ketidaksadaran:

Manifestasi pelanggaran fungsi sistem tubuh dapat berupa pingsan dan kehilangan kesadaran. Perbedaan keparahan gejala tergantung pada durasi ketidaksadaran dan adanya cedera tambahan.

Gambaran klinis hilangnya kesadaran

Dalam keadaan tidak sadar, korban diamati:

Mengetahui gejala apa pingsan dan kehilangan kesadaran yang nyata, apa perbedaan di antara mereka dan bagaimana memberikan pertolongan pertama dengan benar, Anda dapat mencegah kematian korban, terutama jika ia tidak memiliki aktivitas pernapasan dan jantung. Karena resusitasi kardiopulmoner yang tepat waktu dapat mengembalikan fungsi sistem ini dan menghidupkan kembali seseorang.

Pertolongan pertama untuk kehilangan kesadaran

Pertama-tama, perlu untuk menghilangkan kemungkinan penyebab hilangnya kesadaran - bawa orang tersebut ke udara segar jika ada bau asap atau gas di dalam ruangan atau aksi arus listrik. Setelah itu, Anda perlu membebaskan saluran udara. Dalam beberapa kasus, mungkin perlu membersihkan mulut dengan tisu.

Jika seseorang tidak memiliki detak jantung dan pernapasan, sangat penting untuk memulai resusitasi kardiopulmoner. Setelah pemulihan aktivitas jantung dan pernapasan, korban harus dibawa ke fasilitas medis. Saat mengangkut dengan korban, harus ada orang yang menemani.

Jika tidak ada masalah dengan pernapasan dan fungsi jantung, Anda perlu meningkatkan aliran darah ke otak. Untuk ini, korban harus dibaringkan sedemikian rupa sehingga kepala sedikit lebih rendah dari tingkat tubuh (jika ada cedera kepala atau mimisan, item ini tidak dapat dilakukan!).

Anda perlu melonggarkan pakaian Anda (melepas dasi, membuka kancing baju, ikat pinggang) dan membuka jendela agar udara segar dapat masuk, ini akan meningkatkan aliran oksigen. Anda dapat membawa kapas dengan amonia ke hidung korban, dalam banyak kasus ini membantu mengembalikannya ke keadaan sadar.

Penting! Jika durasi ketidaksadaran melebihi 5 menit, perhatian medis mendesak diperlukan.

Mengetahui bagaimana pingsan berbeda dari kehilangan kesadaran, Anda dapat memberikan pertolongan pertama yang benar kepada korban.

Karakteristik sinkop

Pingsan adalah hilangnya kesadaran jangka pendek yang disebabkan oleh kekurangan oksigen karena gangguan suplai darah ke otak. Kehilangan kesadaran jangka pendek tidak menimbulkan bahaya bagi kehidupan dan kesehatan manusia dan seringkali tidak memerlukan intervensi medis. Durasi keadaan ini adalah dari beberapa detik hingga beberapa menit. Pingsan dapat disebabkan oleh kondisi patologis tubuh berikut:

  • pelanggaran regulasi saraf pembuluh darah dengan perubahan posisi yang tajam (transisi dari posisi horizontal ke vertikal) atau saat menelan;
  • dengan penurunan curah jantung - stenosis arteri pulmonalis atau aorta, serangan angina, aritmia jantung, infark miokard;
  • dengan penurunan konsentrasi oksigen dalam darah - anemia dan hipoksia, terutama saat mendaki ke tempat yang sangat tinggi (di mana itu atau tinggal di ruangan yang pengap.

Penyebab pingsan dan kehilangan kesadaran harus diketahui agar dapat membedakan kondisi tersebut dan memberikan pertolongan pertama yang diperlukan seseorang.

Gambaran klinis pingsan

Pingsan adalah manifestasi karakteristik dari beberapa penyakit. Karena itu, dengan sering pingsan, sangat penting untuk menemui dokter dan menjalani pemeriksaan untuk mengidentifikasi proses patologis dalam tubuh.

Pingsan adalah hilangnya kesadaran jangka pendek yang disebabkan oleh kekurangan oksigen karena pelanggaran suplai darah ke otak. Gejala utama pingsan adalah mual dan perasaan tersumbat, telinga berdenging, mata menjadi gelap. Pada saat yang sama, orang tersebut mulai pucat, otot-ototnya melemah dan kakinya lemas. Dengan hilangnya kesadaran, peningkatan denyut nadi dan perlambatannya adalah karakteristik.

Dalam keadaan pingsan, nada jantung seseorang melemah, tekanan turun, semua refleks neurologis melemah secara signifikan, sehingga kejang atau buang air kecil yang tidak disengaja dapat terjadi. Kehilangan kesadaran dan pingsan terutama ditandai oleh kurangnya persepsi korban tentang realitas di sekitarnya dan apa yang terjadi padanya.

Pertolongan pertama untuk pingsan

Saat seseorang pingsan, hal itu dimungkinkan karena ototnya melemah. Untuk mencegah hal ini, perlu untuk membalikkan orang tersebut dan memanggil ambulans, karena cukup sulit untuk menentukan penyebab kondisi ini sendiri.

Pertolongan pertama untuk pingsan dan kehilangan kesadaran memungkinkan untuk mendukung fungsi vital tubuh korban sampai ambulans tiba. Dalam kebanyakan kasus, pertolongan pertama menghindari kematian.

Tanpa pemeriksaan yang tepat, tidak mungkin untuk mengidentifikasi penyebab pasti pingsan. Karena itu bisa menjadi konsekuensi dari proses patologis dalam tubuh, dan terlalu banyak pekerjaan biasa atau ketegangan saraf.

Pingsan dan kehilangan kesadaran. Apa perbedaan antara konsep-konsep ini?

Setelah memahami ciri-ciri keadaan tubuh yang tidak sadar, kita dapat menyimpulkan bahwa kehilangan kesadaran adalah konsep umum. Ini mencakup banyak manifestasi yang berbeda. Pingsan adalah salah satunya dan merupakan kehilangan kesadaran jangka pendek, yang diamati sebagai akibat dari kekurangan oksigen di otak.

Di antara berbagai jenis gerak lengkung, yang menarik adalah gerak beraturan suatu benda dalam lingkaran. Ini adalah bentuk paling sederhana dari gerak lengkung. Pada saat yang sama, setiap gerak lengkung kompleks benda di bagian lintasan yang cukup kecil dapat dianggap sebagai gerak seragam sepanjang lingkaran.

Gerakan seperti itu dibuat oleh titik-titik roda yang berputar, rotor turbin, satelit buatan yang berputar dalam orbit, dll. Dengan gerakan seragam dalam lingkaran, nilai numerik kecepatan tetap konstan. Namun, arah kecepatan selama gerakan seperti itu terus berubah.

Kecepatan tubuh pada setiap titik lintasan lengkung diarahkan secara tangensial ke lintasan pada titik ini. Hal ini dapat dilihat dengan mengamati cara kerja batu asah berbentuk cakram: menekan ujung batang baja ke batu yang berputar, Anda dapat melihat partikel panas keluar dari batu. Partikel-partikel ini terbang dengan kecepatan yang sama seperti saat mereka terpisah dari batu. Arah bunga api selalu bertepatan dengan garis singgung lingkaran pada titik di mana batang menyentuh batu. Semprotan dari roda mobil yang tergelincir juga bergerak secara tangensial ke lingkaran.

Dengan demikian, kecepatan sesaat benda di berbagai titik lintasan lengkung memiliki arah yang berbeda, sedangkan modulus kecepatan dapat sama di mana-mana atau berubah dari titik ke titik. Tetapi bahkan jika modulus kecepatan tidak berubah, tetap tidak dapat dianggap konstan. Bagaimanapun, kecepatan adalah besaran vektor, dan untuk besaran vektor, modulus dan arah sama pentingnya. Itu sebabnya gerak lengkung selalu dipercepat, bahkan jika modulus kecepatan konstan.

Gerak lengkung dapat mengubah modulus kecepatan dan arahnya. Gerak lengkung yang modulus kecepatannya tetap disebut gerak gerak lengkung seragam. Percepatan selama gerakan tersebut hanya dikaitkan dengan perubahan arah vektor kecepatan.

Baik modulus maupun arah percepatan harus bergantung pada bentuk lintasan lengkung. Namun, tidak perlu mempertimbangkan masing-masing dari banyak sekali bentuknya. Mewakili setiap bagian sebagai lingkaran terpisah dengan jari-jari tertentu, masalah menemukan percepatan dalam gerak lurus lengkung akan direduksi menjadi menemukan percepatan pada benda yang bergerak beraturan sepanjang lingkaran.

Gerak beraturan dalam suatu lingkaran dicirikan oleh periode dan frekuensi peredaran.

Waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu kali putaran disebut periode sirkulasi.

Dengan gerakan seragam dalam lingkaran, periode revolusi ditentukan dengan membagi jarak yang ditempuh, yaitu keliling lingkaran dengan kecepatan gerakan:

Kebalikan suatu periode disebut frekuensi sirkulasi, dilambangkan dengan huruf ν . Jumlah putaran per satuan waktu ν ditelepon frekuensi sirkulasi:

Karena perubahan arah kecepatan yang terus menerus, benda yang bergerak dalam lingkaran memiliki percepatan yang mencirikan kecepatan perubahan arahnya, nilai numerik kecepatan dalam hal ini tidak berubah.

Dengan gerak beraturan suatu benda sepanjang lingkaran, percepatan di setiap titik di dalamnya selalu diarahkan tegak lurus terhadap kecepatan gerak sepanjang jari-jari lingkaran ke pusatnya dan disebut percepatan sentripetal.

Untuk menemukan nilainya, pertimbangkan rasio perubahan vektor kecepatan dengan interval waktu selama perubahan ini terjadi. Karena sudutnya sangat kecil, kita memiliki

Gerak melingkar adalah kasus paling sederhana dari gerak lengkung suatu benda. Ketika sebuah benda bergerak di sekitar titik tertentu, bersama dengan vektor perpindahan, akan lebih mudah untuk memperkenalkan perpindahan sudut (sudut rotasi relatif terhadap pusat lingkaran), diukur dalam radian.

Mengetahui perpindahan sudut, dimungkinkan untuk menghitung panjang busur lingkaran (jalur) yang telah dilalui benda.

l = R

Jika sudut rotasi kecil, maka l ∆ s .

Mari kita ilustrasikan apa yang telah dikatakan:

Kecepatan sudut

Dengan gerak lengkung, konsep kecepatan sudut diperkenalkan, yaitu laju perubahan sudut rotasi.

Definisi. Kecepatan sudut

Kecepatan sudut pada suatu titik lintasan tertentu adalah batas rasio perpindahan sudut dengan selang waktu t selama perpindahan itu terjadi. t → 0 .

= t , t → 0 .

Satuan ukuran untuk kecepatan sudut adalah radian per sekon (r a d s).

Ada hubungan antara kecepatan sudut dan kecepatan linier benda ketika bergerak dalam lingkaran. Rumus untuk mencari kecepatan sudut:

Dengan gerak beraturan dalam lingkaran, kecepatan v dan tetap tidak berubah. Hanya arah vektor kecepatan linier yang berubah.

Dalam hal ini, gerakan seragam sepanjang lingkaran pada benda dipengaruhi oleh sentripetal, atau percepatan normal, yang diarahkan sepanjang jari-jari lingkaran ke pusatnya.

a n = v → t , t → 0

Modul percepatan sentripetal dapat dihitung dengan rumus:

a n = v 2 R = 2 R

Mari kita buktikan hubungan ini.

Mari kita perhatikan bagaimana vektor v → berubah selama periode waktu yang kecil t . v → = v B → - v A → .

Di titik A dan B, vektor kecepatan diarahkan secara tangensial ke lingkaran, sedangkan modul kecepatan di kedua titik adalah sama.

Menurut definisi percepatan:

a → = v → t , t → 0

Mari kita lihat gambarnya:

Segitiga OAB dan BCD sebangun. Dari sini dapat disimpulkan bahwa O A A B = B C C D .

Jika besar sudut kecil, maka jarak A B = s v · t . Mempertimbangkan bahwa O A \u003d R dan C D \u003d v untuk segitiga serupa yang dipertimbangkan di atas, kita mendapatkan:

R v t = v v atau v ∆ t = v 2 R

Ketika → 0 , arah vektor v → = v B → - v A → mendekati arah ke pusat lingkaran. Dengan asumsi bahwa t → 0 , kita peroleh:

a → = a n → = v → t ; t → 0 ; a n → = v 2 R .

Dengan gerakan seragam di sepanjang lingkaran, modul percepatan tetap konstan, dan arah vektor berubah seiring waktu, sambil mempertahankan orientasi ke pusat lingkaran. Itulah sebabnya percepatan ini disebut sentripetal: vektor setiap saat diarahkan ke pusat lingkaran.

Catatan percepatan sentripetal dalam bentuk vektor adalah sebagai berikut:

a n → = - 2 R → .

Di sini R → adalah vektor jari-jari suatu titik pada lingkaran dengan titik asal di pusatnya.

Dalam kasus umum, percepatan ketika bergerak sepanjang lingkaran terdiri dari dua komponen - normal dan tangensial.

Pertimbangkan kasus ketika tubuh bergerak di sepanjang lingkaran secara tidak seragam. Mari kita perkenalkan konsep percepatan tangensial (tangensial). Arahnya bertepatan dengan arah kecepatan linier tubuh dan pada setiap titik lingkaran diarahkan secara tangensial ke sana.

a = v t ; t → 0

Di sini v τ \u003d v 2 - v 1 adalah perubahan dalam modul kecepatan selama interval t

Arah percepatan penuh ditentukan oleh penjumlahan vektor percepatan normal dan percepatan tangensial.

Gerak melingkar pada bidang dapat digambarkan dengan menggunakan dua koordinat: x dan y. Pada setiap momen waktu, kecepatan benda dapat diuraikan menjadi komponen v x dan v y .

Jika gerak beraturan maka nilai v x dan v y serta koordinat yang bersesuaian akan berubah terhadap waktu menurut hukum harmonik dengan periode T = 2 R v = 2 ω

Jika Anda melihat kesalahan dalam teks, harap sorot dan tekan Ctrl+Enter

Alexandrova Zinaida Vasilievna, guru fisika dan ilmu komputer

Lembaga pendidikan: Sekolah menengah MBOU No. 5, Pechenga, wilayah Murmansk

Subjek: fisika

Kelas : Kelas 9

Topik pelajaran : Gerakan tubuh dalam lingkaran dengan kecepatan modulo konstan

Tujuan pelajaran:

    memberikan gambaran tentang gerak lengkung, mengenalkan konsep frekuensi, periode, kecepatan sudut, percepatan sentripetal dan gaya sentripetal.

Tujuan pelajaran:

Pendidikan:

    Ulangi jenis gerak mekanis, perkenalkan konsep baru: gerak melingkar, percepatan sentripetal, periode, frekuensi;

    Untuk mengungkapkan dalam praktik hubungan periode, frekuensi dan percepatan sentripetal dengan jari-jari sirkulasi;

    Menggunakan peralatan laboratorium pendidikan untuk memecahkan masalah praktis.

pendidikan :

    Mengembangkan kemampuan untuk menerapkan pengetahuan teoritis untuk memecahkan masalah tertentu;

    Mengembangkan budaya berpikir logis;

    Kembangkan minat pada subjek; aktivitas kognitif dalam menyiapkan dan melakukan eksperimen.

pendidikan :

    Untuk membentuk pandangan dunia dalam proses mempelajari fisika dan untuk memperdebatkan kesimpulan mereka, untuk menumbuhkan kemandirian, akurasi;

    Menumbuhkan budaya komunikatif dan informasional siswa

Peralatan pelajaran:

    komputer, proyektor, layar, presentasi untuk pelajaranGerakan tubuh dalam lingkaran, cetakan kartu dengan tugas;

    bola tenis, shuttlecock bulu tangkis, mobil mainan, bola di atas tali, tripod;

    set untuk percobaan: stopwatch, tripod dengan kopling dan kaki, bola di atas utas, penggaris.

Bentuk organisasi pelatihan: frontal, individu, kelompok.

Jenis pelajaran: studi dan konsolidasi utama pengetahuan.

Dukungan pendidikan dan metodologis: Fisika. Kelas 9 Buku pelajaran. Peryshkin A.V., Gutnik E.M. edisi ke-14, ster. - M.: Bustard, 2012

Waktu Pelaksanaan Pelajaran : 45 menit

1. Editor tempat sumber multimedia dibuat:NONAPower Point

2. Jenis sumber daya multimedia: presentasi visual materi pendidikan menggunakan pemicu, video yang disematkan, dan tes interaktif.

Rencana belajar

    Mengatur waktu. Motivasi untuk kegiatan belajar.

    Memperbarui pengetahuan dasar.

    Mempelajari materi baru.

    Percakapan tentang pertanyaan;

    Penyelesaian masalah;

    Pelaksanaan penelitian kerja praktek.

    Menyimpulkan pelajaran.

Selama kelas

Tahapan pelajaran

Implementasi sementara

    Mengatur waktu. Motivasi untuk kegiatan belajar.

geser 1. ( Memeriksa kesiapan pelajaran, mengumumkan topik dan tujuan pelajaran.)

Guru. Hari ini dalam pelajaran Anda akan mempelajari apa itu percepatan ketika sebuah benda bergerak secara seragam dalam lingkaran dan bagaimana menentukannya.

2 menit

    Memperbarui pengetahuan dasar.

Geser 2.

Fdikte fisik:

    Perubahan posisi tubuh dalam ruang dari waktu ke waktu.(Lalu lintas)

    Besaran fisika yang diukur dalam meter.(Bergerak)

    Besaran vektor fisik yang mencirikan kecepatan gerak.(Kecepatan)

    Satuan dasar panjang dalam fisika.(Meter)

    Besaran fisika yang satuannya adalah tahun, hari, jam.(Waktu)

    Besaran vektor fisis yang dapat diukur dengan menggunakan alat akselerometer.(Percepatan)

    Panjang lintasan. (Jalur)

    Satuan percepatan(MS 2 ).

(Melakukan dikte dengan verifikasi selanjutnya, penilaian mandiri pekerjaan oleh siswa)

5 menit

    Mempelajari materi baru.

Geser 3.

Guru. Kita cukup sering mengamati gerakan benda seperti itu yang lintasannya berbentuk lingkaran. Bergerak di sepanjang lingkaran, misalnya, titik pelek roda selama putarannya, titik-titik bagian-bagian yang berputar dari peralatan mesin, ujung jarum jam.

Demonstrasi pengalaman 1. Jatuhnya bola tenis, terbangnya shuttlecock bulu tangkis, pergerakan mobil mainan, osilasi bola pada seutas benang yang dipasang pada tripod. Apa kesamaan gerakan ini dan bagaimana perbedaannya dalam penampilan?(Jawaban siswa)

Guru. Gerak bujursangkar adalah gerak yang lintasannya berupa garis lurus, lengkung adalah kurva. Berikan contoh gerak lurus dan gerak lengkung yang pernah Anda temui dalam hidup Anda.(Jawaban siswa)

Gerak suatu benda dalam lingkaran adalahkasus khusus gerak lengkung.

Kurva apa pun dapat direpresentasikan sebagai jumlah busur lingkaranradius yang berbeda (atau sama).

Gerak lengkung adalah gerak yang terjadi sepanjang busur lingkaran.

Mari kita perkenalkan beberapa karakteristik gerak lengkung.

geser 4. (Menonton video " kecepatan.avi" tautan di slide)

Gerak lengkung dengan kecepatan modulo konstan. Gerakan dengan percepatan, tk. kecepatan berubah arah.

geser 5 . (Menonton video “Ketergantungan percepatan sentripetal pada radius dan kecepatan. avi » dari tautan di slide)

geser 6. Arah vektor kecepatan dan percepatan.

(bekerja dengan bahan slide dan analisis gambar, penggunaan rasional efek animasi yang tertanam dalam elemen gambar, Gambar 1.)

Gambar 1.

Geser 7.

Ketika sebuah benda bergerak beraturan sepanjang lingkaran, vektor percepatan selalu tegak lurus terhadap vektor kecepatan, yang diarahkan secara tangensial ke lingkaran.

Sebuah benda bergerak melingkar, asalkan bahwa vektor kecepatan linier tegak lurus terhadap vektor percepatan sentripetal.

geser 8. (bekerja dengan ilustrasi dan bahan slide)

percepatan sentripetal - percepatan benda yang bergerak dalam lingkaran dengan kecepatan modulo konstan selalu diarahkan sepanjang jari-jari lingkaran ke pusat.

sebuah c =

geser 9.

Ketika bergerak dalam lingkaran, tubuh akan kembali ke titik semula setelah jangka waktu tertentu. Gerak melingkar bersifat periodik.

Periode sirkulasi - ini adalah periode waktuT , di mana tubuh (titik) membuat satu putaran mengelilingi keliling.

Satuan periode -kedua

Kecepatan adalah jumlah putaran penuh per satuan waktu.

[ ] = dengan -1 = Hz


Satuan frekuensi

Pesan siswa 1. Periode adalah besaran yang sering dijumpai di alam, ilmu pengetahuan dan teknologi. Bumi berputar pada porosnya, periode rata-rata rotasi ini adalah 24 jam; satu revolusi penuh Bumi mengelilingi Matahari membutuhkan waktu sekitar 365,26 hari; baling-baling helikopter memiliki periode rotasi rata-rata 0,15 hingga 0,3 detik; periode sirkulasi darah pada seseorang adalah sekitar 21 - 22 detik.

pesan siswa2. Frekuensi diukur dengan instrumen khusus - takometer.

Kecepatan rotasi perangkat teknis: rotor turbin gas berputar pada frekuensi 200 hingga 300 1/s; Peluru yang ditembakkan dari senapan serbu Kalashnikov berputar dengan frekuensi 3000 1/s.

geser 10. Hubungan antara periode dan frekuensi:

Jika dalam waktu t benda telah melakukan N putaran penuh, maka periode putarannya sama dengan:

Periode dan frekuensi adalah besaran timbal balik: frekuensi berbanding terbalik dengan periode, dan periode berbanding terbalik dengan frekuensi

Geser 11. Kecepatan rotasi tubuh ditandai dengan kecepatan sudut.

Kecepatan sudut(frekuensi siklik) - jumlah putaran per satuan waktu, dinyatakan dalam radian.

Kecepatan sudut - sudut rotasi di mana suatu titik berputar dalam waktut.

Kecepatan sudut diukur dalam rad/s.

geser 12. (Menonton video "Jalur dan perpindahan dalam gerak lengkung.avi" tautan di slide)

geser 13 . Kinematika gerak melingkar.

Guru. Dengan gerak seragam dalam lingkaran, modulus kecepatannya tidak berubah. Tetapi kecepatan adalah besaran vektor, dan tidak hanya dicirikan oleh nilai numerik, tetapi juga oleh arah. Dengan gerak seragam dalam lingkaran, arah vektor kecepatan berubah sepanjang waktu. Oleh karena itu, gerakan seragam seperti itu dipercepat.

Kecepatan garis: ;

Kecepatan linier dan sudut dihubungkan oleh hubungan:

Percepatan sentripetal: ;

Kecepatan sudut: ;

geser 14. (bekerja dengan ilustrasi pada slide)

Arah vektor kecepatan.Linear (kecepatan sesaat) selalu diarahkan secara tangensial ke lintasan yang ditarik ke titik di mana benda fisik yang dipertimbangkan saat ini berada.

Vektor kecepatan diarahkan secara tangensial ke lingkaran yang dijelaskan.

Gerak beraturan suatu benda dalam lingkaran adalah gerak dengan percepatan. Dengan gerakan tubuh yang seragam di sekitar lingkaran, jumlah dan tetap tidak berubah. Dalam hal ini, ketika bergerak, hanya arah vektor yang berubah.

geser 15. Gaya sentripetal.

Gaya yang menahan benda yang berputar pada lingkaran dan diarahkan ke pusat rotasi disebut gaya sentripetal.

Untuk mendapatkan rumus untuk menghitung besarnya gaya sentripetal, kita harus menggunakan hukum kedua Newton, yang berlaku untuk setiap gerak lengkung.

Substitusi ke rumus nilai percepatan sentripetalsebuah c = , kita mendapatkan rumus untuk gaya sentripetal:

F =

Dari rumus pertama dapat dilihat bahwa pada kecepatan yang sama, semakin kecil jari-jari lingkaran, semakin besar gaya sentripetal. Jadi, di tikungan jalan, benda yang bergerak (kereta api, mobil, sepeda) harus bergerak menuju pusat kelengkungan, semakin besar gaya, semakin curam belokan, yaitu semakin kecil jari-jari kelengkungan.

Gaya sentripetal tergantung pada kecepatan linier: dengan meningkatnya kecepatan, itu meningkat. Ini diketahui oleh semua skater, pemain ski, dan pengendara sepeda: semakin cepat Anda bergerak, semakin sulit untuk berbelok. Pengemudi tahu betul betapa berbahayanya membelokkan mobil dengan tajam dengan kecepatan tinggi.

geser 16.

Tabel ringkasan besaran fisika yang mencirikan gerak lengkung(analisis ketergantungan antara kuantitas dan formula)

Slide 17, 18, 19. Contoh gerak melingkar.

Bundaran di jalan raya. Pergerakan satelit mengelilingi bumi.

geser 20. Atraksi, komidi putar.

pesan siswa3. Pada Abad Pertengahan, turnamen jousting disebut bundaran (kata itu kemudian memiliki jenis kelamin maskulin). Kemudian, pada abad XVIII, untuk mempersiapkan turnamen, alih-alih bertarung dengan lawan nyata, mereka mulai menggunakan platform berputar, prototipe korsel hiburan modern, yang kemudian muncul di pameran kota.

Di Rusia, korsel pertama dibangun pada 16 Juni 1766 di depan Istana Musim Dingin. Korsel terdiri dari empat quadrilles: Slavia, Romawi, India, Turki. Kali kedua carousel dibangun di tempat yang sama, di tahun yang sama pada 11 Juli. Penjelasan rinci tentang komidi putar ini diberikan di surat kabar St. Petersburg Vedomosti tahun 1766.

Korsel, umum di halaman di zaman Soviet. Korsel dapat digerakkan baik oleh mesin (biasanya listrik), dan oleh kekuatan pemintal itu sendiri, yang, sebelum duduk di atas korsel, memutarnya. Korsel seperti itu, yang perlu diputar sendiri oleh pengendara, sering dipasang di taman bermain anak-anak.

Selain atraksi, komidi putar sering disebut sebagai mekanisme lain yang memiliki perilaku serupa - misalnya, pada jalur otomatis untuk pembotolan minuman, pengemasan bahan curah, atau produk pencetakan.

Dalam arti kiasan, korsel adalah serangkaian objek atau peristiwa yang berubah dengan cepat.

18 menit

    Konsolidasi materi baru. Penerapan pengetahuan dan keterampilan dalam situasi baru.

Guru. Hari ini dalam pelajaran ini kita berkenalan dengan deskripsi gerak lengkung, dengan konsep-konsep baru dan kuantitas fisik baru.

Percakapan di:

    Apa itu periode? Apa itu frekuensi? Bagaimana jumlah ini terkait? Dalam satuan apa mereka diukur? Bagaimana mereka dapat diidentifikasi?

    Apa itu kecepatan sudut? Dalam satuan apa itu diukur? Bagaimana cara menghitungnya?

    Apa yang disebut kecepatan sudut? Apa satuan kecepatan sudut?

    Bagaimana hubungan kecepatan sudut dan linier dari gerakan benda?

    Ke manakah arah percepatan sentripetal? Rumus apa yang digunakan untuk menghitungnya?

Geser 21.

Latihan 1. Isi tabel dengan menyelesaikan soal sesuai data awal (Gbr. 2), kemudian kita akan mengecek jawabannya. (Siswa bekerja secara mandiri dengan meja, perlu menyiapkan cetakan meja untuk setiap siswa terlebih dahulu)

Gbr.2

geser 22. Tugas 2.(secara lisan)

Perhatikan efek animasi dari gambar. Bandingkan ciri-ciri gerak seragam bola biru dan bola merah. (Bekerja dengan ilustrasi pada slide).

geser 23. Tugas 3.(secara lisan)

Roda moda transportasi yang disajikan membuat jumlah putaran yang sama dalam waktu yang sama. Bandingkan percepatan sentripetal mereka.(Bekerja dengan bahan slide)

(Bekerja dalam kelompok, melakukan percobaan, ada cetakan instruksi untuk melakukan percobaan di setiap meja)

Peralatan: stopwatch, penggaris, bola yang diikat ke benang, tripod dengan kopling dan kaki.

Target: risetketergantungan periode, frekuensi dan percepatan pada jari-jari rotasi.

Rencana kerja

    Ukuranwaktu t adalah 10 putaran penuh gerak rotasi dan jari-jari R rotasi bola yang dipasang pada ulir pada tripod.

    Menghitungperiode T dan frekuensi, kecepatan rotasi, percepatan sentripetal Tulis hasilnya dalam bentuk soal.

    Mengubahradius rotasi (panjang utas), ulangi eksperimen 1 kali lagi, coba pertahankan kecepatan yang sama,berusaha.

    Buatlah kesimpulantentang ketergantungan periode, frekuensi dan percepatan pada radius rotasi (semakin kecil radius rotasi, semakin kecil periode revolusi dan semakin besar nilai frekuensi).

Slide 24-29.

Pekerjaan frontal dengan tes interaktif.

Penting untuk memilih satu jawaban dari tiga kemungkinan, jika jawaban yang benar dipilih, maka itu tetap ada di slide, dan indikator hijau mulai berkedip, jawaban yang salah hilang.

    Tubuh bergerak dalam lingkaran dengan kecepatan modulo konstan. Bagaimana percepatan sentripetalnya berubah ketika jari-jari lingkaran berkurang 3 kali?

    Dalam centrifuge mesin cuci, cucian selama siklus pemerasan bergerak dalam lingkaran dengan kecepatan modulo konstan pada bidang horizontal. Ke manakah arah vektor percepatannya?

    Pemain skating bergerak dengan kecepatan 10 m/s dalam lingkaran dengan jari-jari 20 m. Tentukan percepatan sentripetalnya.

    Ke mana arah percepatan benda ketika bergerak sepanjang lingkaran dengan kecepatan konstan dalam nilai absolut?

    Sebuah titik material bergerak sepanjang lingkaran dengan kecepatan modulo konstan. Bagaimana modulus percepatan sentripetalnya berubah jika kecepatan titik dikalikan tiga kali lipat?

    Sebuah roda mobil melakukan 20 putaran dalam waktu 10 sekon. Tentukan periode putaran roda tersebut?


geser 30. Penyelesaian masalah(kerja mandiri jika ada waktu dalam pelajaran)

Pilihan 1.

Pada periode berapakah sebuah korsel dengan jari-jari 6,4 m harus berputar sehingga percepatan sentripetal seseorang pada korsel adalah 10 m/s 2 ?

Di arena sirkus, seekor kuda berlari dengan kecepatan sedemikian rupa sehingga ia berlari 2 putaran dalam 1 menit. Jari-jari arena adalah 6,5 m. Tentukan periode dan frekuensi rotasi, kecepatan, dan percepatan sentripetal.

Pilihan 2.

Frekuensi rotasi korsel 0,05 s -1 . Seseorang yang berputar pada korsel berada pada jarak 4 m dari sumbu rotasi. Tentukan percepatan sentripetal orang tersebut, periode revolusi dan kecepatan sudut korsel.

Titik pelek roda sepeda membuat satu putaran dalam 2 s. Jari-jari roda adalah 35 cm. Berapa percepatan sentripetal titik pelek roda?

18 menit

    Menyimpulkan pelajaran.

Penilaian. Cerminan.

Geser 31 .

D/z: hal 18-19, Latihan 18 (2.4).

http:// www. stmary. ws/ SMA/ fisika/ rumah/ laboratorium/ labGrafis. gif

Topik kodifier USE: gerakan dalam lingkaran dengan kecepatan modulo konstan, percepatan sentripetal.

Gerak melingkar beraturan adalah contoh gerak yang cukup sederhana dengan vektor percepatan yang bergantung pada waktu.

Biarkan titik berputar pada lingkaran berjari-jari. Kecepatan suatu titik adalah modulo konstan dan sama dengan . Kecepatan disebut kecepatan linier poin.

Periode sirkulasi adalah waktu untuk satu revolusi penuh. Untuk periode, kami memiliki rumus yang jelas:

. (1)

Frekuensi sirkulasi adalah kebalikan dari periode:

Frekuensi menunjukkan berapa banyak putaran lengkap yang dibuat titik tersebut per detik. Frekuensi diukur dalam rpm (putaran per detik).

Biarkan, misalnya, . Ini berarti bahwa selama satu titik membuat satu selesai
pergantian. Frekuensi dalam hal ini sama dengan: about / s; Intinya membuat 10 putaran penuh per detik.

Kecepatan sudut.

Pertimbangkan rotasi seragam suatu titik dalam sistem koordinat Cartesian. Mari kita tempatkan titik asal koordinat di tengah lingkaran (Gbr. 1).


Beras. 1. Gerakan melingkar seragam

Membiarkan menjadi posisi awal titik; dengan kata lain, untuk , titik memiliki koordinat . Biarkan titik berbelok melalui sudut dalam waktu dan ambil posisi .

Perbandingan sudut putar terhadap waktu disebut kecepatan sudut rotasi titik:

. (2)

Sudut biasanya diukur dalam radian, jadi kecepatan sudut diukur dalam rad/s. Untuk waktu yang sama dengan periode rotasi, titik berputar melalui sudut. Itu sebabnya

. (3)

Membandingkan rumus (1) dan (3), kita memperoleh hubungan antara kecepatan linier dan sudut:

. (4)

Hukum gerak.

Sekarang mari kita cari ketergantungan koordinat titik putar terhadap waktu. Kita lihat dari Gambar. 1 itu

Tapi dari rumus (2) kita punya: . Akibatnya,

. (5)

Rumus (5) adalah solusi untuk masalah utama mekanika untuk gerak seragam suatu titik sepanjang lingkaran.

percepatan sentripetal.

Sekarang kita tertarik pada percepatan titik putar. Itu dapat ditemukan dengan membedakan hubungan (5) dua kali:

Dengan mempertimbangkan rumus (5), kami memiliki:

(6)

Rumus yang dihasilkan (6) dapat ditulis sebagai persamaan vektor tunggal:

(7)

di mana adalah vektor jari-jari dari titik putar.

Kita melihat bahwa vektor percepatan diarahkan berlawanan dengan vektor jari-jari, yaitu menuju pusat lingkaran (lihat Gambar 1). Oleh karena itu, percepatan suatu titik yang bergerak beraturan dalam lingkaran disebut sentripetal.

Selain itu, dari rumus (7) kami memperoleh ekspresi untuk modul percepatan sentripetal:

(8)

Kami menyatakan kecepatan sudut dari (4)

dan substitusikan ke (8) . Mari kita dapatkan satu formula lagi untuk percepatan sentripetal.