Рух по колу як частий випадок криволінійного руху

Сам по собі коло спочатку є джерелом загадок, а також їх неординарних рішень. Ця фігура використовується як найбільш часто вживається символ вічності. Найчастіше коло протиставляють квадрату. З колом нерозривно пов'язаний образ колеса і рух по колу. У цьому процесі великі уми людства не тільки бачили втілення в життя законів механіки, а якийсь філософський зміст постійного повернення до самого себе.

У дохристиянські часи з колом асоціювався знак сонця-колеса. Деякі мислителі бачили в колі втілення нескінченної лінії, а рух точки по колу являло собою вічний процес. Астрологія в колі бачила знак, який утворює лінію Зодіаку. Уроборос - змій, який кусає себе за хвіст, не черговий чи символ позначає рух по колу? Математики і художники знаходили в цій геометричній фігурі потаємний сенс, а фізики, вивчаючи рух по колу, створили потужну теоретичну платформу для пояснення його стандартними законами механіки. Практично саме криволінійний рух є найбільш поширеним явищем. Рух тіла по колу є приватним, ідеальним випадком цього різноманітного процесу.

Розглядаючи криволинейную траєкторію руху можна представити її у вигляді сукупності дуг від кіл різного радіусу. Відповідно, як і рух по колу, так і криволінійний рух мають прискорення. Рух завжди відбувається під впливом сили, при цьому відбувається постійна зміна напрямку вектора швидкості. Основною умовою криволінійного руху є те, що вектору швидкості тіла і діє на нього силі властиво бути спрямованими вздовж прямих, які перетинаються. На відміну від прямолінійного руху вектори сили і швидкості мають один напрямок.

Якщо розглядати навіть рівномірний рух тіла по колу, то можна виділити його основні властивості та особливості. По-перше, це є прикладом криволінійного руху з постійною за модулем швидкістю. По-друге, не варто забувати, що ми маємо справу з прискоренням, яке провокує постійну зміну напрямку. Цей вид прискорення отримав назву «центростремительного». Згідно з класичним визначенням, з цим прискоренням тіло рухається по колу зі швидкістю, постійної по модулю, і спрямоване це прискорення вздовж радіусу кола в бік центру.

Що ж стосується вектора швидкості, то тут ми маємо справу з величиною, спрямованої по дотичній до траєкторії. У випадку з рухом по колу між вектором швидкості і вектором прискорення кут складає дев'яносто градусів. Вимірюючи швидкість тіла, що рухається по колу, використовують стандартну величину, що представляє собою відношення пройденої відстані до часу. При подібному підході пройдену відстань - це не що інше, як довжина дуги. Також може вживатися кутове переміщення. При цьому може братися градусна міра кута, на який тіло зміститься за певну відрізок часу, а можна її висловити в радіанах, або щодо довжини дуги до радіуса.

Враховуючи сталість кутової швидкості при круговому русі тіла, варто врахувати ще кілька величин, якими характеризується цей процес. Це частота і період, будучи величинами близькими, частота завжди обернено пропорційна періоду. При цьому періодом називаємо час, за який тіло здійснює повний оборот, а частотою - кількість оборотів за одиничний часовий інтервал.

Вивчення руху тіла по колу має величезне практичне значення. Проектування різних машин і механізмів неможливо без проведення точних розрахунків. І тільки завдяки законам механіки можна здійснити досить точний розрахунок різних валів, коліс, маховиків і інших елементів, якими рясніють сучасні агрегати і механізми.