Динамика вращательного движения материальной точки

Будемо розглядати динаміку руху матеріальної точки по колу, та задачі, що виникають у зв’язку з розглядом цього питання. По-перше, згадаємо, що динаміка – це такий розділ механіки, який вивчає з’вязок між рухом досліджуємих тіл та силами, що діють на ці тіла. Тобто беруться до уваги причини, за яких цей рух відбувається. Машина, наприклад, рухається до гори, завдяки силі, що “надає” їй мотор.

В елементарній фізиці розглядається рух матеріальної точки – так називають тіла, розмірами яких можна знехтувати, по відношенню до розмірів системи, довжини траєкториїї, тощо. Рух такого тіла можна зв’язати з рухом точки, що відповідає центру мас цього тіла. Наприклад, при розгляданні руха Землі навколо Сонця, Землю вважають матеріальною точкою, т.я. розміри Землі набагато менші відстані від неї до Сонця. А саме: радіус Землі м, а відстань до Сонця м. Тоді , тобто радіус Землі більш ніж в 24 000 разів менше відстані до Сонця, і знехтування її розмірами очевидне.

До цього класу задач можна віднести рух автомобіля або велосипедиста по колу. Рух зі зміною радіуса обертання для тіла, що лежить на крузі. А також конічний маятник. Та ін.

Спочатку, після аналізу умови задачі, треба нарисовати рисунок. Кажуть, що добрий рисунок – це пів вирішеної задачі. В цьому дійсно є сенс, т.я. тоді рух тіла можна уявити в максимально реалістичному плані, що надає впевненості в розв’язку.

Зауважемо, що можно не обираючи систему координат просто проектувати сили на напрямок до центра кола, яке описує тіло під час обертання, та на дотичну до цього кола. (при рекомендованому обранні осей координат це буде те саме).