Объект с равномерным круговым движением

Классический пример объекта, прикрепленного к струне и вращающегося горизонтально с постоянной угловой скоростью. Объект не вращается вокруг своей оси. Что произойдет, если мы перережем нить? Некоторые предположения: Нет гравитации. Так Поддержит Высоту. Нет силы трения или любой другой внешней силы.

Объект пойдет по касательной от точки, которую мы отпускаем. Но будет ли он также вращаться вокруг своей оси? Будут ли какие-либо изменения в позе или она останется прежней?

Просто замечание по терминологии - объект вращается вокруг своей оси (земля вращается один раз каждые 24 часа), но вращается вокруг внешней оси (земля вращается вокруг солнца каждые 365 дней). Объект, привязанный к веревке и вращающийся вокруг центральной точки, также вращается с тем же периодом, что и оборот (вы можете видеть, что точка, к которой привязана веревка, завершает полный цикл за каждый оборот). Без некоторой плавающей опорной точки объект будет вращаться и вращаться.
Спасибо, что обратили мое внимание на терминологию. Итак, в этом случае объект будет как вращаться (потому что он вращается), так и вращаться? Не пойдет ли он по касательной, а не по вращению? Я хотел бы прочитать больше об этом, если вы могли бы порекомендовать мне некоторые материалы. Спасибо
При отпускании объект пойдет по касательной и больше не будет вращаться вокруг центральной точки. Он будет продолжать вращаться вокруг своей оси с той же скоростью, что и раньше — мячик со своей нитью будет продолжать медленно вращаться, улетая по прямой. Вы можете себе представить, если бы гравитационную «струну», соединяющую землю и солнце, перерезать, земля уже не вращалась бы вокруг солнца, улетающего в космос, но продолжительность дня (оборота) по-прежнему была бы 24 часа.

Ответы (4)

Объект не вращается вокруг своей оси.

Даже если мгновенный центр вращения находится вне объекта, это не означает, что он не «вращается вокруг своей оси». Период вращения идентичен при измерении из любой инерциальной (невращающейся) системы отсчета.

Точно так же мы говорим, что Земля вращается вокруг своей оси, хотя у нее есть и другие сложные движения (в зависимости от системы отсчета).

Во всех этих невращающихся кадрах мы увидим, что период вращения объекта остается одинаковым до и после перерезания струны.

Спасибо. Итак, если я наблюдаю из невращающейся инерциальной системы отсчета, после того, как я перережу струну, объект пойдет по круговому пути с тем же числом оборотов в минуту? Не пойдет ли он по касательной после того, как я перережу струну?
Я ничего не говорил о пути. Только ориентация/вращение объекта. Вы уже описали путь, по которому он идет, в вопросе и, похоже, ничего об этом не спрашивали, поэтому он не рассматривается.

Если мы предположим сферический объект и сфокусируемся на элементе объема, близком к струне, его расстояние до центра вращения равно р − р , где р - расстояние от центра вращения до центра масс, а р - расстояние от элемента до центра масс.

Для элемента на противоположной стороне сферы его расстояние равно р + р .

Когда струна разрезается, каждый элемент имеет разный импульс: п я "=" г м ю ( р − р ) и п о "=" г м ю ( р + р ) . А импульс элемента в КМ равен п с м "=" г м ю р .

Поскольку объект следует по траектории без вращения, оба импульса на периферии должны быть изменены, чтобы соответствовать импульсу ЦМ, а для этого потребуется сила.

Поскольку такой силы нет, объект продолжает вращаться, как и прежде.

Когда струна перерезана, на объект больше не действует внешняя сила, поэтому объект будет продолжать движение по прямой линии, касательной к окружности в точке, где сила перестала действовать.

Blue5000 и BowlOfRed оба верны. Синий отмечает сохранение линейного количества движения или 1-й закон Ньютона. Судя по вашему разговору с Рэдом, у вас с этим все в порядке. Красный фокусируется на теме, которая немного менее интуитивна (по крайней мере, для меня). Я хочу разъяснить их ответ на знакомом примере: орбита Луны вокруг Земли. Одна и та же сторона Луны всегда обращена к Земле. В результате возникает соблазн сказать, что Луна не вращается. Однако Луна вращается с периодом, равным периоду ее обращения вокруг Земли. Это следствие приливной блокировки и эквивалент веревки, прикрепленной к объекту в вашем сценарии. Это должно означать, что объект в вашем сценарии вращается вокруг своей оси с угловой скоростью, равной скорости его ЦМ вокруг центра струны.

Я предполагаю, что когда струна перерезана, объект будет двигаться с постоянной линейной скоростью (как уже отмечалось) и продолжит вращаться вокруг своего ЦМ с той же угловой скоростью.

Иллюстрация, помогающая визуализировать вращение Луны.

введите описание изображения здесь

Изображение взято с http://ipfactly.com/you-always-see-the-same-side-of-the-moon/

Статья в Википедии о приливных замках .

Объект с равномерным круговым движением
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v