Tom II

4.8. Analogia między wielkościami ruchu obrotowego a wielkościami ruchu postępowego

Na zakończenie podsumujemy wiadomości, znajdując analogie między wielkościami mechaniki ruchu obrotowego bryły sztywnej a wielkościami mechaniki punktu materialnego – zob. tabela na il. 4.41. Widzimy, że wzory dla ruchu obrotowego bryły sztywnej można otrzymać przez proste podstawienie odpowiednich wielkości do wzorów charakteryzujących ruch postępowy. Na przykład, jeżeli zastąpimy masę m momentem bezwładności I , a prędkość liniową v – prędkością kątową ω , to ze wzoru na energię kinetyczną punktu materialnego:

E k = m v 2 2

otrzymujemy wzór na energię ruchu obrotowego bryły:

E k = I ω 2 2
Podstawowe wzory ruchu postępowego i obrotowego bryły sztywnej
 Ilustracja 4.41. Podstawowe wzory ruchu postępowego i obrotowego bryły sztywnej

Pytania i problemy

  1. Opisz analogię między ruchem postępowym a ruchem obrotowym ciała.
  2. Wykonując doświadczenie z rozdz. 1.13. Doświadczenie „Akceleracja”, wyznaczyliśmy przyspieszenie kulki toczącej się po równi pochyłej. Nie interesowało nas, dlaczego kulka doznaje takiego, a nie innego przyspieszenia. Teraz, znając równania ruchu kulki (jako bryły sztywnej), oblicz jej przyspieszenie. Sprawdź, czy różnica między wartością obliczoną a wartością wyznaczoną eksperymentalnie mieści się w granicach niepewności pomiarowej.