Номер 13, страница 15, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

13. В чем состоит физический смысл нормального ускорения?

В чем состоит физический смысл нормального ускорения?

Полное ускорение тела при криволинейном движении является векторной величиной, которую можно разложить на две составляющие: тангенциальное (касательное) ускорение и нормальное (центростремительное) ускорение.

Физический смысл нормального ускорения ($a_n$) заключается в том, что оно характеризует быстроту изменения направления вектора скорости. Нормальное ускорение отвечает за искривление траектории движения материальной точки.

• Если тело движется по прямой, направление его скорости не меняется, и нормальное ускорение равно нулю ($a_n = 0$).
• Если тело движется по криволинейной траектории, направление его скорости постоянно меняется, следовательно, нормальное ускорение не равно нулю ($a_n \neq 0$). Чем быстрее меняется направление вектора скорости (т.е. чем "круче" поворот), тем больше величина нормального ускорения.

Вектор нормального ускорения всегда направлен перпендикулярно вектору мгновенной скорости (и, соответственно, касательной к траектории) к центру кривизны траектории в данной точке. Из-за этого его также называют центростремительным ускорением.

Модуль нормального ускорения определяется по формуле:

$a_n = \frac{v^2}{R}$

где:

• $\text{v}$ – модуль мгновенной скорости тела (его быстрота).
• $\text{R}$ – радиус кривизны траектории в данной точке.

Из формулы видно, что нормальное ускорение тем больше, чем больше скорость тела и чем меньше радиус кривизны (т.е. чем круче поворот).

В отличие от нормального, тангенциальное ускорение ($a_{\tau}$) характеризует быстроту изменения модуля (величины) скорости.

Ответ: Физический смысл нормального ускорения состоит в том, что оно является мерой быстроты изменения направления вектора скорости тела. Оно отвечает за искривление траектории движения и всегда направлено к центру кривизны этой траектории.