Движение по окружности, 9 класс: примеры с решением

Движение по окружности: период, частота, линейная и угловая скорость, центростремительное ускорение. Ниже формулы, разбор задачи по шагам, частые ошибки и похожие задания учеников.

26 заданий9 класс
Физика9 класс15 заданийФизическая величина

Что называют физической величиной?

Физика9 класс4 заданияПодстановка в формулу центростремительного ускорения

Центростремительное ускорение при движении по окружности (в м/с²) вычисляется по формуле a = ω²R, где ω — угловая скорость (в с⁻¹), R — радиус окружности (в…

Физика9 класс8 заданийУпругий удар шарика о наклонную плиту

С высоты 30 м свободно падает стальной шарик. Через 2 с после начала падения он сталкивается с неподвижной плитой, плоскость которой наклонена под углом 30° к…

Физика9 класс8 заданийНормальное и тангенциальное ускорение

Частица из состояния покоя начала двигаться по дуге окружности радиуса 1 м с постоянным угловым ускорением 2 с⁻². Отношение нормального ускорения к…

Физика9 класс4 заданияНормальное и тангенциальное ускорение

Частица из состояния покоя начала двигаться по дуге окружности радиуса 1 м с постоянным угловым ускорением 2 с⁻². Отношение нормального ускорения к…

Физика10 класс4 заданияДинамика: движение санок под углом к горизонту

Мальчик тянет санки массой m по горизонтальной поверхности с ускорением a, при этом веревка натягивается силой F под углом α к горизонту. Если коэффициент…

Физика9 класс4 заданияЦентростремительное ускорение и радиус окружности

Ссылаясь на формулу aц.с = v²R, Петя утверждал, что центростремительное ускорение обратно пропорционально радиусу окружности. Подставив в эту формулу выражение…

Физика9 класс4 заданияВопросы к параграфу: равномерное движение по окружности

1. Опишите опыт, с помощью которого можно убедиться в том, что мгновенная скорость тела, равномерно движущегося по окружности, в любой точке этой окружности…

Физика9 класс6 заданийВес тела при движении с ускорением

Скоростной лифт Эйфелевой башни движется с ускорением 0,5 м/с², направленным вверх. Чему равен вес туриста массой 60 кг в этом лифте?

Физика9 класс4 заданияВращение ведёрка с водой по кругу

Если на верёвке привязать маленькое ведёрко с водой, то можно это ведёрко вращать по кругу и вода из него не выльется. Изготовьте ведёрко из жестяной банки и…

Физика10 классКинематика вращательного движения

Автомобиль движется по закруглению шоссе, имеющему радиус кривизны R = 50 м. Закон движения автомобиля S = 10t + 5t² (м). Определить линейную v и угловую…

Физика9 классРавномерное движение по окружности

Заполните таблицу: № R, м T, с ω, рад/с ν, Гц v, м/с ------------------ 1 0,5 2 ? ? ? 2 0,1 ? ? ? 10 3 ? ? 10 ? 5 4 2 ? ? 0,25 ? 5 ? 0,02 ? ? 30

Физика10 класс7 заданийВторой закон Ньютона, направление ускорения

К центру шара приложена сила F (рис. 2.23). Куда направлено ускорение шара? В каком направлении движется шар?

Физика9 классЦентростремительное ускорение при равномерном движении по окружности (вывод формулы)

Рассмотрим треугольники DBC и ABO (см. рис. 26). Они подобны, как равнобедренные с равными углами α при вершинах. Значит, v-v₀/v=AB/R. За малый промежуток…

Физика9 классСкорость при криволинейном движении. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью

Написать главное и составить краткий конспект параграфа 9 «Скорость при криволинейном движении. Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью».

Физика9 класс23 заданияДвижение тела, брошенного вверх

Мячик бросают вертикально вверх со скоростью 9,6 м/с. Через какое время мячик окажется: а) в наивысшей точке движения, б) в точке броска?

Физика9 класс6 заданийСкорость

Векторная физическая величина, характеризующая быстроту движения тела (материальной точки) – это

Физика10 класс8 заданийВиды движения по траектории

Какие виды движения определяет форма траектории?

Физика9 класс6 заданийВторой закон Ньютона

Согласно второму закону Ньютона сила, действующая на тело, равна ,

Физика7 классКинематика вращательного движения

Имеются две шестерёнки. Радиус и количество зубьев большой шестерёнки в два раза больше, чем у маленькой. Большая шестерёнка неподвижна, а маленькая катится…

Физика9 классОбработка результатов измерений

Результаты измерений и вычислений заносим в таблицу: № опыта R N Δt T = Δt/N h m an = 4π² R/T² an = Fц/m an = 2h/t² ------------------------------

Физика9 класс12 заданийУскорение

Одной из характеристик автомобиля является время его разгона с места до скорости 100 км/ч. Для автомобиля имеют такое время разгона, что t₁=2t₂. Ускорение…

Физика9 класс4 заданияЦентростремительное ускорение

Определите ускорение конца секундной стрелки часов, если он находится на расстоянии R = 2 см от центра вращения.

Физика9 класс2 заданияРавномерное движение по окружности

Диаметр точильного камня равен 0,3 м. Линейная скорость точек на его рабочей поверхности равна 10 м/с. Определите угловую скорость, частоту и период вращения…

Физика9 класс3 заданияДвижение материальных точек

Первая материальная точка движется вдоль оси OX по закону . В какой момент времени она встретится со второй материальной точкой, движущейся по закону также…

Физика9 класс2 заданияРавномерное вращение

Диаметр точильного камня равен 0,3 м. Линейная скорость точек на его рабочей поверхности равна 10 м/с. Определите угловую скорость, частоту и период вращения…

Что такое движение тела по окружности

Так движутся конец стрелки часов, точка на ободе колеса, кабинка карусели, конькобежец на повороте. Траектория здесь окружность, а значит, направление скорости всё время меняется. Поэтому такое движение называют криволинейным.

Чаще всего в 9 классе разбирают равномерное движение по окружности: модуль скорости постоянный, а направление меняется. Величины, которые нужны в задачах:

  • радиус R (м). Если дан диаметр, радиус равен половине;
  • период T (с): время одного полного оборота;
  • частота ν (Гц, 1/с): число оборотов за секунду, ν = 1/T;
  • линейная скорость v (м/с): путь по дуге за единицу времени;
  • угловая скорость ω (рад/с): на какой угол поворачивается радиус за секунду.

Формулы: скорость при движении по окружности

За один оборот точка проходит длину окружности 2πR за время T. Отсюда:

  • v = 2πR / T, это скорость равномерного движения по окружности;
  • ω = 2π / T = 2πν;
  • v = ωR;
  • T = 1 / ν.

Модуль скорости при равномерном движении не меняется, а сам вектор скорости меняется: он в каждой точке направлен по касательной к окружности. Если нить, на которой вращается камень, оборвётся, камень полетит по прямой по касательной, а не по окружности и не к центру.

Точки одного вращающегося тела имеют одинаковые ω, T и ν, но разные v: чем дальше от центра, тем скорость больше.

Ускорение при движении по окружности

Ускорение показывает, как быстро меняется вектор скорости, а не только его модуль. Раз направление скорости меняется, ускорение есть даже при постоянном модуле скорости. Утверждать, что оно равно нулю, нельзя.

Это центростремительное ускорение. Оно направлено к центру окружности, перпендикулярно скорости:

a = v² / R = ω²R

Можно ли сказать, что ускорение обратно пропорционально R или прямо пропорционально R, зависит от условия. Если одинакова скорость v, ускорение обратно пропорционально радиусу (на крутом повороте оно больше). Если одинакова угловая скорость ω, ускорение прямо пропорционально радиусу (конец стрелки ускоряется сильнее её середины).

Когда модуль скорости тоже меняется, появляется ещё тангенциальное ускорение, направленное по касательной. Оно отвечает за изменение модуля скорости, а центростремительное, которое в этом случае называют нормальным, за изменение направления. Про движение с изменяющимся модулем скорости полезно знать равноускоренное движение, а общие понятия лежат в теме механическое движение.

Разбор задачи: найти скорость, угловую скорость и ускорение

Условие. Кабинка карусели движется по окружности радиусом 4 м с периодом обращения 8 с. Найти линейную скорость, угловую скорость и центростремительное ускорение.

Шаг 1. Выписываем данные: R = 4 м, T = 8 с. Все величины уже в СИ, переводить ничего не нужно.

Шаг 2. Линейная скорость: v = 2πR / T = 2π × 4 / 8 = π ≈ 3,14 м/с.

Шаг 3. Угловая скорость: ω = 2π / T = 2π / 8 = π/4 ≈ 0,79 рад/с.

Шаг 4. Ускорение: a = v² / R = π² / 4 ≈ 9,87 / 4 ≈ 2,5 м/с².

Шаг 5. Проверяем другой формулой: ω²R = (π/4)² × 4 = π²/4 ≈ 2,5 м/с². Совпало, значит, расчёт верный.

Ответ: v ≈ 3,14 м/с, ω ≈ 0,79 рад/с, a ≈ 2,5 м/с², ускорение направлено к центру карусели.

Где ошибаются чаще всего

  • Не переводят единицы. Скорость 21,6 км/ч нужно превратить в м/с: 21,6 ÷ 3,6 = 6 м/с. Обороты в минуту переводят в обороты в секунду: 120 об/мин = 2 Гц.
  • Путают диаметр и радиус. Если в условии «диаметр 0,3 м», то R = 0,15 м. Это одна из самых частых причин неверного ответа.
  • Считают, что при постоянной скорости ускорения нет. При движении по окружности оно есть всегда, потому что меняется направление скорости.
  • Направляют ускорение по движению. Центростремительное ускорение направлено к центру, а скорость по касательной. Эти векторы перпендикулярны.
  • Путают ω и ν. ω = 2πν, а не ν. Угловая скорость в рад/с, частота в Гц.

Причину такого ускорения объясняют законы Ньютона: чтобы тело шло по окружности, на него должна действовать сила, направленная к центру. Для спутников и планет эту роль играет всемирное тяготение.

Какие задания присылают ученики и как пользоваться страницей

По этой теме на сайте 62 задания, в основном из 9 класса. Чаще всего встречаются расчёты по формулам: скорость тела по окружности по радиусу и периоду, частота обращения, центростремительное ускорение велосипеда или конькобежца, скорость точек на ободе колеса или вала. Есть задачи про стрелки часов, таблицы с пропущенными величинами, нормальное и тангенциальное ускорение и вопросы на понимание: как направлена скорость, меняется ли она.

Найди в списке выше задание, похожее на твоё, и посмотри ход решения. Если подходящего нет, сфотографируй своё условие и получишь решение с пояснениями по шагам.

Частые вопросы

Что такое равномерное движение по окружности

Это движение, при котором модуль скорости постоянный, а траектория окружность. Направление скорости при этом всё время меняется, поэтому ускорение не равно нулю.

Как найти скорость движения тела по окружности

Раздели длину окружности на период: v = 2πR / T. Если известна угловая скорость, используй v = ωR.

Как направлено ускорение при движении по окружности

При равномерном движении ускорение направлено к центру окружности и перпендикулярно скорости. Поэтому его называют центростремительным.

Чем отличается угловая скорость от линейной

Угловая скорость ω показывает, на какой угол поворачивается радиус за секунду, и измеряется в рад/с. Линейная скорость v показывает путь по дуге за секунду и измеряется в м/с. Они связаны формулой v = ωR.

Движение по окружности, 9 класс: примеры с решением | ДЗмэн