Тема 2. Механика вращательного движения твердого тела.

Вращательным движением тела вокруг фиксированной оси называют движение, при котором произвольная точка тела, кроме тех, что лежат на оси вращения, движется по окружности в плоскости, перпендикулярной оси вращения, с центром, лежащим на этой оси.

Равноускоренное вращательное движение – это движение по окружности, при котором угловая скорость тела за каждые равные отрезки времени изменяется на одно и тоже значение.

Угловое ускорение – это физическая величина, которая характеризует быстроту изменения угловой скорости тела, которая равна первой производной от угловой скорости по времени:

Скорость тела при равноускоренном вращении меняется не только по направлению, но и по модулю.

Нормальное ускорение – ускорение, которое характеризует изменение скорости по направлению, которое направлено по радиусу к центру окружности перпендикулярно касательной.

Тангенциальное ускорение – ускорение, которое характеризует изменение модуля скорости, направленное по касательной.

Модуль тангенциального ускорения определяется отношением изменения модуля скорости к промежутку времени, за которое это изменение произошло, т. е.

Модуль полного ускорения точки, которое направлено по секущей в сторону вогнутости траектории, определяется с помощью теоремы Пифагора:

Силу, действующую на тело при равноускоренном вращении, можно представить в виде суммы двух составляющих: тангенциальной и нормальной, т. е. соответственно.

Линия действия силы – линия, вдоль которой происходит действие силы.

Плечо силы – это расстояние от оси вращения до линии действия силы.

Момент силы относительно оси – это скалярная величина, которая является характеристикой вращательного действия силы, равная произведению модуля силы, действующей на твердое тело, на плечо силы этой силы относительно данной оси:

M = Fd.

Момент силы, которая вызывает вращение тела вокруг данной оси по часовой стрелке, является отрицательным, а момент силы, вращающей тело против часовой стрелки, – положительным.

Момент инерции тела относительно оси – это физическая величина, которая является мерой инертности тела во вращательном движении вокруг этой оси, равна сумме произведений масс всех частиц тела на квадраты их расстояний.

Теорема Штейнера: момент инерции тела относительно произвольной оси равен сумме моментов инерции этого тела относительно оси, параллельной оси и проходящей через центр инерции, и произведения массы тела на квадрат расстояния между осями.

Тема 3. Некоторые вопросы биомеханики

Предмет биомеханики как науки о движениях человека.

Предмет науки – то, что наука изучает.

Биомеханика – наука о законах механического движения в живых системах.

В широком смысле к живым системам относятся: целостные организмы; их органы и системы органов, ткани, а также жидкости и газы в них – так называемые внутриорганизменные системы; объединения организмов.

Биомеханика спорта изучает движения человека в процессе выполнения физических упражнений. Объектом познания в данном случае являются двигательные действия спортсмена как системы взаимосвязанных активных движений. Областью изучения являются механические и биологические причины движений и зависящие от них особенности двигательных действий в различных условиях.