складні руху
Практично всі види рухів, які робить людина, складаються з поступального і обертального рухів. Рухи, при якому тіло людини і його ланки беруть участь одночасно в цих двох видах руху називається складним.
До складних належать і інші види рухів, які може здійснювати не тільки людина, але і спортивний снаряд, випущений їм.
Поступальним називається рух, при якому будь-який відрізок, проведений між довільними точками всередині тіла, не змінює своєї орієнтації щодо тіла відліку. Траєкторії всіх точок тіла є лініями, паралельними один одному.
Обертальним є рух, при якому деякий безліч точок всередині тіла залишаються нерухомими відносно тіла відліку і утворюють вісь обертання. Всі інші точки тіла рухаються щодо осі по концентричних колах з однаковою кутовою швидкістю.
Для вимірювання руху по колу застосовують такі одиниці виміру:
1) при вимірюванні кутів повороту радіус-вектора - градус (°).
2) при підрахунку оборотів навколо осі: оборот (360 °), півоберта (180 °) і т. Д.
3) для вимірювання кутової швидкості у обертальних рухах - радіан. Радіан - кут, довжина дуги якого дорівнює радіусу кола (рад = 57 ° 17 '45 ")
Основний тимчасової характеристикою обертального руху є період (Т) - час повного обороту, що здійснюється точками тіла, що вимірюється в секундах і інших, кратних секунді одиницях (монетах, годиннику і ін.).
Частота обертання - це число повних періодів, що укладаються на відрізку часу, що дорівнює одиниці, що вимірюється в герцах (Гц).
Герц - одиниця частоти коливань. Герц дорівнює частоті такого коливання, період якого дорівнює 1 с, тобто Гц дорівнює одному циклу в 1 с.
Крім часових параметрів, обертальний рух характеризується кутовими і лінійними параметрами.
Основною характеристикою кутового руху є кут повороту (φ), відлічуваний від довільно заданого рівня. Наприклад, якщо нам необхідно підрахувати, на який кут повертається тіло стрибуна у воду з вишки, то за початковий можна вибрати кут між лінією, що проходить через загальний центр мас (ЗЦМ) тіла уздовж тулуба в початковій позі, і вертикаллю
Похідними кутовими характеристиками є: кутова швидкість (ώ, рад / с), кутове прискорення (ε, рад / с ²).
Кутовий швидкістю тіла називається відношення повороту радіус-вектора до часу, протягом якого здійснено поворот. рад / с:
де φ - кут повороту;
Кутовим прискоренням тіла називається відношення зміни кутової швидкості до часу цієї зміни, обчислене в дуже маленькому інтервалі даної точки траєкторії. рад / с ²:
Лінійні характеристики описують рух будь-якої точки тіла уздовж траєкторії, що є колом. До них відносяться:
де, r - радіус кола;
• лінійне прискорення, м / с ²:
При обертанні твердого тіла щодо осі лінійні швидкості точок тіла, що лежать на різних відстанях від осі обертання різні, в той час, як кутова швидкість всіх його точок однакова.
Оскільки точки тіла рухаються по криволінійних траєкторіях, існує нормальне прискорення, яке при русі по колу називається доцентровим. Величина центростремительного прискорення визначається формулами:
Якщо швидкість тіла, що рухається по колу, змінюється за величиною, то поряд з доцентрові прискоренням АЦС матиме місце і тангенціальне прискорення аtg.
Компоненти прискорення при нерівномірному обертальному русі
На відміну від центростремительного прискорення, яке обумовлено зміною напрямку швидкості, тангенціальне прискорення виникає через зміни вектора швидкості:
Тангенціальне прискорення завжди спрямоване по дотичній до окружності, і, якщо швидкість збільшується, його напрямок збігається з напрямком руху. Якщо ж швидкість зменшується, то напрямок тангенціального прискорення протилежно вектору швидкості. З тангенціальним прискоренням ми зустрічаємося в спорті. Наприклад, розкручуючи молот, спортсмен повідомляє йому тангенціальне прискорення для того, щоб він придбав до моменту фінального зусилля максимально можливу швидкість.