Вектори прискорення і швидкості. Прискорення і сила. Напрямки тангенціального і нормального прискорень

Рух по колу і прискорення

Коли тіло переміщається по прямій лінії, то прискорення спрямоване або вперед, або назад. У разі ж рухи по колу ситуація ускладнюється тим, що вектор швидкості постійно змінює свій напрямок. В увазі сказаного, повне прискорення визначається двома його складовими: тангенціальним і нормальним прискореннями.

Тангенціальне прискорення спрямоване точно так само, як вектор швидкості, або проти нього. Іншими словами, ця компонента прискорення спрямована вздовж дотичної до траєкторії. Тангенціальне прискорення описує зміну модуля самій швидкості.

Нормальне прискорення спрямоване вздовж нормалі до даної точці траєкторії з урахуванням її кривизни. У випадку руху по колу вектор цієї компоненти вказує на центр, тобто нормальне прискорення спрямоване вздовж радіуса обертання. Цю компоненту часто називають доцентрової.

Повне прискорення являє собою суму названих компонент, тому його вектор може бути спрямований довільним чином по відношенню до лінії окружності.

Якщо тіло здійснює обертання без зміни лінійної швидкості, то існує відмінна від нуля тільки нормальна компонента, тому вектор повного прискорення спрямований до центру кола. Зауважимо, що до цього центру також діє сила утримує тіло на його траєкторії. Наприклад, сила тяжіння Сонця, що утримує нашу Землю та інші планети на своїх орбітах.