Вращение твердого тела может осуществляться вокруг
неподвижной оси или вокруг точки. Вращательное движение вокруг
неподвижной оси - это движение твердого тела, при котором все его
точки, двигаясь в параллельных плоскостях, описывают окружности
с центрами, лежащими на одной неподвижной прямой, называемой
осью вращения. При этом все точки тела за данный промежуток
времени поворачиваются на один и тот же угол. Тело, совершающее
вращательное движение вокруг неподвижной оси (простое
вращательное движение), имеет одну степень свободы, и его
положение определяется углом поворота φ, а угловое перемещение
- Δφ или dφ.
Вращательное движение задается уравнением φ = φ(t).
Тело, совершающее вращательное движение вокруг одной
неподвижной точки (например, движение гироскопа), имеет три
степени свободы.
1.2. Основные кинематические характеристики
Основные кинематические характеристики вращательного
движения тела - угловое перемещение Δφ или dφ, угловая скорость
ω и угловое ускорение ε. Векторы ⃗ , ⃗ , - это псевдовекторы или
аксиальные векторы, не имеющие определенную точку
приложения: они откладываются на оси вращения из любой ее
точки.
Угловое перемещение — это псевдовектор, модуль которого
равен углу поворота Δφ, а направление совпадает с осью, вокруг
которой тело поворачивается, и определяется правилом правого
винта: вектор ⃗ направлен в ту сторону, откуда поворот тела виден
против хода часовой стрелки (рис. 1). В системе СИ угол поворота
измеряется в радианах (рад).
Угловой скоростью называется величина, характеризующая
быстроту вращения твердого тела, равная отношению
элементарного угла поворота dφ к промежутку времени d t
R₁ = 4R
V₁ = 4/3 π(4R)³ = 4/3 * 64πR³ = 64V
При увеличении радиуса шара в 4 раза объем шара увеличится в 64 раза.
Площадь поверхности шара S = 4πR²
R₁ = 4R
S₁ = 4π(4R)² = 16*4πR² = 16S
При увеличении радиуса шара в 4 раза площадь поверхности шара увеличится в 16 раз.