РУҚА
Тапсырмалар № 4, 18 · ЕГЭ

Кинематическая связь вращения

Как связаны скорости тел при вращении без проскальзывания
2 мин чтенияҚиындық: Обновлено 27 қыркүйек 2026

Кинематическая связь вращения — это правило, которое связывает линейные и угловые скорости соприкасающихся или соединённых тел. Если тела движутся без проскальзывания, скорости их общих точек в месте контакта равны по модулю.

Кинематическая связь вращения
Зависимость между скоростями и угловыми скоростями тел, возникающая из-за их контакта или соединения. Для вращающихся тел без проскальзывания она определяется равенством скоростей соприкасающихся точек.

Для применения связи сначала полезно повторить понятие угловой скорости. Если точка находится на расстоянии \(R\) от оси, её линейная скорость равна \(v=\omega R\). Поэтому при контакте двух колёс радиусов \(R_1\) и \(R_2\) без проскальзывания выполняется

\[v_1=v_2,\qquad \omega_1R_1=\omega_2R_2\]

Это частный случай более общей кинематической связи. При внешнем зацеплении или внешнем контакте колёса вращаются в противоположных направлениях, поэтому при учёте знаков угловых скоростей можно записать \(\omega_1R_1+\omega_2R_2=0\). Для ремня, соединяющего шкивы, направления вращения обычно одинаковы, а модули касательных скоростей равны.

\(v\)
линейная скорость
м/с
\(\omega\)
угловая скорость
рад/с
\(R\)
радиус
м
№
Пример: два колеса

Колесо радиусом \(R_1=10\) см вращается с угловой скоростью \(\omega_1=6\) рад/с и касается колеса радиусом \(R_2=20\) см. Без проскальзывания \(\omega_1R_1=\omega_2R_2\), поэтому \(\omega_2=6\cdot0{,}10/0{,}20=3\) рад/с. Второе колесо вращается в противоположную сторону.

!
Не перепутайте

Кинематическая связь описывает движение и сама по себе не является силой упругости. При проскальзывании равенство \(v_1=v_2\) нарушается: контактные поверхности имеют разные скорости.

Проверьте себя

Шкив радиусом \(5\) см вращается с угловой скоростью \(12\) рад/с и передаёт движение шкиву радиусом \(15\) см без проскальзывания. Чему равна угловая скорость второго шкива?

Главное за минуту

Главное

  • Без проскальзывания скорости соприкасающихся точек равны: \(v_1=v_2\).
  • Для вращения выполняется \(\omega_1R_1=\omega_2R_2\): больше радиус — меньше угловая скорость при той же линейной скорости.
  • При внешнем контакте колёса вращаются в противоположные стороны; при ременной передаче направления зависят от его схемы.