Вращательное движение и векторы
До этого такие параметры вращательного движения, как угловая скорость и угловое ускорение рассматривались, как скалярные величины. Но, на фактически, данные параметры являются векторами, т.к. обладают не только величиной, но и направлением.
Например, вращающееся колесо автомобиля обладает не только угловой скоростью, но и угловым ускорением, при этом, направление угловой скорости колеса не совпадает с направлением линейной тангенциальной скорости, а перпендикулярно плоскости колеса (угловая скорость ω направлена вдоль оси вращающегося колеса).
Во вращающемся колесе единственной неподвижной точкой является его центр, по этой причине начало вектора угловой скорости располагают в центре окружности вращения.
Правило правой руки (определение направления вектора угловой скорости): если ладонью правой руки охватить ось вращения, таким образом, чтобы пальцы руки совпадали с направлением тангенциальной скорости, то, вытянутый большой палец будет указывать направление вектора угловой скорости ω.
Как определить направление углового ускорения
Угловое ускорение определяется формулой:
α = Δω/Δt
- α - угловое ускорение;
- Δω - изменение угловой скорости;
- Δt - время изменения угловой скорости.
В векторной форме уравнение записывается следующим образом:
α = Δω/Δt
- α - вектор углового ускорения;
- Δω - изменение вектора угловой скорости;
- Δt - время изменения угловой скорости.
Таким образом, направление вектора углового ускорения совпадает с направлением изменения вектора угловой скорости.
Вектор угловой скорости может изменяться только по величине. А вот вектор углового ускорения может изменяться не только по величине, но и по направлению - при ускорении направление векторов угловой скорости и ускорения совпадают, а при замедлении они направлены в противоположные стороны.
Направление векторов угловой скорости и углового ускорения совпадают (угловая скорость увеличивается).
Вектор углового ускорения направлен в противоположную сторону от вектора угловой скорости (угловая скорость уменьшается).
