Ответьте на вопросы, страница 41 - гдз по физике 9 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему угловые величины более удобны для описания движения тела по окружности?

2. Почему движение по окружности не является равномерным движением?

1. Почему угловые величины более удобны для описания движения тела по окружности?

При вращении твердого тела вокруг неподвижной оси все его точки движутся по окружностям разных радиусов. При этом их линейные характеристики (перемещение, скорость, ускорение) будут различны. Например, линейная скорость $v$ точки зависит от ее расстояния $r$ до оси вращения: чем дальше точка от центра, тем больше ее линейная скорость ($v = \omega r$, где $\omega$ — угловая скорость). Описывать движение тела через линейные величины каждой его точки было бы крайне громоздко.

В отличие от линейных, угловые величины — такие как угол поворота $\phi$, угловая скорость $\omega$ и угловое ускорение $\alpha$ — являются одинаковыми для всех точек данного твердого тела в любой момент времени. Все точки поворачиваются на один и тот же угол за одно и то же время. Это позволяет описывать вращение всего тела как единого целого с помощью одного набора угловых величин, что значительно упрощает математические расчеты и физический анализ движения.

Ответ: Угловые величины удобнее, так как они одинаковы для всех точек вращающегося тела, в то время как линейные величины (например, скорость) у каждой точки свои и зависят от расстояния до оси вращения. Это позволяет описывать движение всего тела как единого целого.

2. Почему движение по окружности не является равномерным движением?

В физике под равномерным движением понимают движение с постоянным вектором скорости ($\vec{v} = const$). Скорость — это векторная величина, которая характеризуется как модулем (значением), так и направлением. Постоянство вектора скорости означает, что ни его модуль, ни его направление не изменяются со временем. Такое движение возможно только по прямой линии.

При движении тела по окружности, даже если его скорость по модулю постоянна (такое движение называют "равномерным движением по окружности"), направление вектора скорости непрерывно меняется. Вектор мгновенной скорости всегда направлен по касательной к окружности в точке, где находится тело. Поскольку направление вектора скорости изменяется от точки к точке, сам вектор скорости не является постоянным.

Любое изменение вектора скорости (по модулю, по направлению или и то, и другое) по определению означает, что движение происходит с ускорением. При движении по окружности это ускорение называется центростремительным, и оно всегда присутствует, так как именно оно "заставляет" тело изменять направление своего движения и оставаться на круговой траектории. Таким образом, движение по окружности всегда является ускоренным движением.

Ответ: Движение по окружности не является равномерным, потому что вектор скорости тела постоянно меняет свое направление. Равномерное движение — это движение с постоянным вектором скорости, что возможно только при прямолинейном движении. Так как при движении по окружности скорость как вектор меняется, это движение всегда является ускоренным.