«Все станет понятно». Как изменят правила проезда кругового перекрестка :: Autonews

Внести уточнения в ПДД в части проезда перекрестков с круговым движением предложили в Минтрансе. Об этом говорится в пояснительной записке к обсуждаемому проекту постановления, предусматривающем масштабные изменения в ПДД.

«В ПДД уточняется, что водитель транспортного средства обязан уступить дорогу транспортным средствам, движущимся на перекрестке, который обозначен знаком 4.3 «Круговое движение», только при пересечении равнозначных дорог, что соответствует правовой позиции, изложенной в решении Верховного Суда (дело № АКПИ17-1122)», — указано в документе.

Зачем опять объяснять, как ездить по кругу

Член рабочей группы ОНФ, эксперт в области фотовидеофиксации Григорий Шухман в беседе с Autonews.ru напомнил, что ранее при проезде перекрестков с круговым движением действовало общее правило «помеха справа».

«В итоге круг быстро запирался — получалась ситуация «всем въезжать и никому не выезжать», — уточнил Шухман. — Поэтому всем, кто уже находился на круге, дали приоритет. Однако в принятых изменениях не учитывалось, что примыкающие к кругу улицы или дороги бывают неравнозначными — там могут действовать знаки «Главная дорога», которые сбивали некоторых водителей с толку. Они считали, что все, кто едет по кругу даже в таком случае имеют приоритет. Получилось так, что знак топологии развязки превратили в знак приоритета: есть табличка 4.3. все, круг главный. И на знак «Главная дорога» далеко не все обращали внимание».

Чтобы избавиться от неразберихи, дорожным службам пришлось массово снимать знак 4.3 «Круговое движение» в тех местах, где дороги неравнозначны.

В качестве наглядного примера эксперт привел круговые перекрестки с четырьмя примыкающими дорогами с более сложной конфигурацией. Один — в городе Видное на Заводской улице. Там в 2015 г. в паре со знаком «Главная дорога» был и знак «Круговое движение», а в 2018 г. табличка «Круговое движение» исчезла.

Такая же ситуация и со вторым примером — на улице Школьная.

«Только вот сами круги от этого действия, как способ развязки, никуда не делись. — И только по итогам трехлетней практики в Минтрансе решили все-таки это исправить», — выразил удовлетворение эксперт.

Такое уточнение он поддержал еще и потому, что сам направлял в министерство аналогичное предложение несколько лет назад.

«Представьте: зима, гололед, дорога перед кругом идет на подъем. Если обязать водителей уступать дорогу, находясь на горке, у некоторых транспортных средств, например, автобусов или грузовиков может возникнуть проблема с троганием с места», — обосновал Шухман необходимость в исключительных случаях сохранять на круге приоритет для тех, кто едет по главной дороге.

Как тогда ориентироваться

Знак «Круговое движение» 4.3 должен будет просто объяснить водителю, как организовано движение. А знаки приоритета — «Главная дорога» и «Уступи дорогу»: кто главный на пересечении конкретных проезжих частей. Если дорога главная и по ней идет трафик — то у нее и должен быть приоритет, независимо от топологии развязки.

«Иначе возникает обманное впечатление, будто правило распространяется также и на перекрестки со знаками приоритета. Для этого и необходимо уточнение о равнозначных дорогах. В случае принятия изменений, все станет понятно: при въезде на перекрестке равнозначных дорог, на котором установлен знак 4.3. «Круговое движение», водитель обязан уступить дорогу тем транспортным средствам, которые уже движутся по этому перекрестку», — подытожил Шухман.

Фото: Кирилл Кухмарь / ТАСС

Руководитель экспертного центра Probok.net Александр Шумский также считает, что эти уточнения помогут автомобилистам лучше ориентироваться на перекрестках с круговым движением. При этом он уверен, что большинство водителей давно разобрались, что при заезде на круг приоритет имеют дорожные знаки, на которые и нужно ориентироваться. Только если никаких знаков нет — круг считается главным.

«Круг по-прежнему главный, ничего не поменялось, и это совершенно правильно, — заявил Шумский в беседе с Autonews.ru. — Дополнительные правила движения регулируют знаки, водители, когда их видят, ориентируются в первую очередь по ним. Лет 10-15 назад, когда формулировки и правила проезда постоянно меняли, действительно возникала путаница, но с 2017 г. все встало на свои места, формулировка стала более корректной и проблема устаканилась. Конечно, иногда бывает, что люди путаются — перекрестки с круговым движением сложнее обычных. Чтобы упростить по ним проезд создаются, например, турбо-перекрестки, где водителям предлагается ехать по конкретной размеченной траектории».

Однако, по словам эксперта, примыкающие дороги с правом приоритета иногда просто необходимы: например, чтобы поток с более загруженных улиц не создавал пробку и проезжал быстрее. Также он обратил внимание, что на выездах из гипермаркетов круговое движение зачастую организовано так, чтобы основной поток транспорта уходил быстрее.

В свою очередь глава Федерации автомобилистов России (ФАР) Максим Едрышов считает логичным установить приоритет круга вне зависимости от дорожных знаков. «Если где-то на примыкающей дороге стоит знак «Главная дорога», то, соответственно, на круге перед ним должен стоять знак «Уступи дорогу», иногда это очень непривычно и сами знаки плохо видны, — поделился своим опытом Едрышов. — Например, совсем недавно я путешествовал по Ярославлю, в котором очень много кругов, о том, что на круге надо пропустить тех, кто на него заезжает, я понял только по маневру соседнего автобуса — знак был совсем незаметен».

Фото: Global Look Press

Едрышов уточнил, что в небольших городах очень популярна практика установки знаков приоритета для примыкающих дорог, что создает сложности для приезжих водителей.

Когда заработает уточнение

Законопроект разрабатывается и дополняется уже продолжительное время. В числе поправок в ПДД — введение понятия «средств индивидуальной мобильности», к которым, в частности относятся электросамокаты и моноколеса, а также появление новой разметки и дорожных знаков.

Пока точных дат публичных обсуждений документа не назначили.

Какой поворотник включать при въезде на круговое движение

Наконец сделали единое правило проезда кругового перекреска: кто на круге, тот на главной дороге. К счастью, многие водители это хорошо запомнили, и теперь аварийных ситуаций на дороге намного меньше. Но и в этом простом деле (если заезжаешь на круг — уступаешь) есть свои тонкости. Перекресток всегда остается участком дороги, который требует быть внимательным на нем — это касается и круговых перекрестков. При заезде и проезде перекрестка водитель обязан уведомить других участников движения о своих намерениях — для этого нужно включить указатель поворота. Но сложность вопроса остается в том, какой именно нужно включать — правый или левый.

Что гласит закон

Чтобы разобраться, какой именно указатель нужно включать, можно посмотреть на вопрос со стороны ПДД. Круговой перекресток можно представить в виде Т-образного перекрестка, который изменился в «бублик». Выезжая на перекресток Т-образной формы, по ножке буквы «Т», и имея намерения повернуть направо (аналогичное действие с заездом на перекресток с круговым движением), нам необходимо включить правый сигнал поворота. Нужно включать поворот в ту сторону, в которую мы планируем ехать.

Из этого получается, что при заезде на участок с круговым движением нужно включать правый поворот. Также при выезде с кругового перекрестка нужно включать правый поворот по причине того, что на кругу нельзя повернуть влево. Но при съезде с кругового участка есть некая особенность. Предупреждать таким образом нужно автомобили с левого борта, а вот здесь, как ни крути, они просто не увидят нашего сигнала поворота.

Из-за этого многие считают, что при заезде на круг нужно включать левый поворот, чтобы те, кто движутся на кругу, видели ваши намерения совершить маневр. Вот и получается парадокс, что, поворачивая направо, нужно включать сигнал поворота налево, чтобы другие водители видели, что вы хотите сделать. Водители считают, что таким образом можно привлечь внимание тех, кто едет на главной дороге, чтобы они знали, что вы также собираетесь заезжать на круг.

Также это делается с точки зрения безопасности, ведь при аварийной ситуации, тот, кто заезжает на круг, получит удар именно с левой стороны. Такие ситуации могут складываться при заезде на скоростную трассу. Там также водители включают левый поворот, несмотря на то, что правила дорожного движения требуют включения именно правого сигнала.

Фото: imag.one

как заезжать на кольцо, двигаться по нему и выезжать с кольца (видео)

 Вы можете со мной поспорить, но мой водительский опыт говорит о том, что проезд кольцевых перекрестков дается водителям с каким-то особым напряжением. Это зачастую можно даже заметить по их поведению, при подъезде к перекрестку, по тому, как распределяются машины до кольцевого перекрестка, по тому, как они выезжают с кольца.
На самом деле это кажущееся не так уж безосновательно! При проезде кольцевых перекрестков, далее буду называть просто кольцо, действительно надо кое-что знать и руководствоваться этими правилами. При этом они существуют как для заезда, движения по кольцу, так и для выезда с него. Скажу даже более, в некоторых случаях правила могут быть легко нарушены, практически незаметно для участников дорожного движения…

Подъезжаем к кольцу (перекресток с круговым движением)

Начать хотелось бы именно с описания ситуации, когда все еще только подъезжают к кольцу. Здесь мне часто приходилось наблюдать такую картину, что левая полоса раза в два короче правой. И это более связано не с тем, что все с кольцо собрались поворачивать сразу же направо при первом съезде, а дело в том, что многие не знают, что делать и как себя вести на кольце, если заехал по левому ряду.
 На самом деле некоторые преимущества явно прослеживаются при выборе правого ряда, то есть наружного кольца, и об этом как раз далее.

Заезжаем на кольцо (круговой перекресток). Надо ли показывать поворот и какой?

 При заезде на кольцо надо руководствоваться следующими требованиями. Во-первых, это расставлять приоритеты, кто и кого должен пропускать. Если нет никаких знаков на счёт у кого главная дорога, то кольцо всегда главное, не смотря на то, что вроде как у передвигающихся по нему создается помеха справа, в виде тех, кто хочет заехать на кольцо. Если есть регулировщик или светофор, то само собой выполняем их требования.

Второе, это при перестроении при заезде, каким-то образом обозначить свое перемещение. Так многие заезжая на кольцо включают левый указатель, другие правый. При этом левый указатель вроде как включают для того, чтобы приближающиеся машины по кольцу видели этот маневр. Правые же указывает на действительное перемещение машины по кольцу, что более логично по ПДД и правильно!

8.1. Перед началом движения, перестроением, поворотом (разворотом) и остановкой водитель обязан подавать сигналы световыми указателями поворота соответствующего направления…

Итак, правый указатель поворота не будет дезинформировать никого, а также подразумевать указание на траекторию перемещения ТС. Это правильно! Что на счет выбора полосы, то опять же если вам никто не мешает, то заезжаем на любую, наружная или внутренняя. Если есть другие участники дорожного движения, то получается так, что заезжая по правому ряду мы попадаем на «наружную полосу», а по левому ряду на «внутреннюю».

Движение по кольцу (круговой перекресток)

Итак, мы уже на кольце. Именно здесь и начинаются те самые положительные и отрицательные моменты, про которые я пытался сказать в самом начале статьи. Здесь каждый занял свое положение и «внутреннее кольцо» оказывается более проигрышном в том смысле, что с него нет съездов, а выезжать с кольца явно надо будет! При этом надо вначале перестроиться на внешнюю полосу, а потом лишь выехать в нужный съезд.

Выезд с кольца (круговой перекресток)

В итоге, за столь короткое время на кольце и проезде через него, перед водителем согласно ПДД встают две задачи:

8.5. Перед поворотом направо, налево или разворотом водитель обязан заблаговременно занять соответствующее крайнее положение на проезжей части, предназначенной для движения в данном направлении, кроме случаев, когда совершается поворот при въезде на перекресток, где организовано круговое движение.

Этот пункт можно отнести также и к въезду, но мы уже разобрали этот вариант. А второе…

8.4. При перестроении водитель должен уступить дорогу транспортным средствам, движущимся попутно без изменения направления движения. При одновременном перестроении транспортных средств, движущихся попутно, водитель должен уступить дорогу транспортному средству, находящемуся справа.

Вот здесь и возникает трудность выехать с внутренней полосы, ведь вначале надо перестроиться на наружную полосу, а затем выехать из кольца.
Что же, теперь еще раз о главном, о чем уже написал, — резюмирую!

 Водители при подъезде к кольцу (перекрестку с круговым движением) стараются занять правый ряд, наружную полосу для передвижения. Это действительно более выигрышный случай, так как позволяет проехать кольцо с минимальными перестроениями. К тому же если и произойдет неприятная ситуация в виде ДТП на кольце, то водитель на наружном кольце будет наверняка прав, так как не обязан был пропускать машину с внутренней полосы. А вот с внутренней полосой и передвижением по ней все в точности наоборот. Заехать туда оказывается намного проще, но выезд связан с необходимость перестроиться на наружную полосу и с предоставлением приоритета всем тем, кто едет по этой самой наружной полосе.

Как проехать «круг» на пл. Василевского и не нарушить правила: видео и подробная инструкция

«Круг» на площади Василевского в Калининграде открылся для движения меньше месяца назад, но у автомобилистов до сих пор возникают вопросы о том, как его проезжать, не нарушая правила. Корреспондент Клопс.Ru вместе с госинспектором дорожного надзора городского отдела ГИБДД Сергеем Толстобой проехался по перекрёстку и изучил его самые спорные места.

«Как правило, на таких перекрёстках не ставят светофоры. Но в данном случае мы поставили для безопасности пешеходов», — говорит Толстоба.

На большинстве обычных круговых перекрёстков движение осуществляется таким образом: кто едет по «кругу» и выезжает с него имеет преимущество, кто въезжает — пропускает первых. Но на пл. Василевского немного другая история: тут на некоторых съездах приоритет движения определяют разметка и знаки. Это-то и путает водителей.

Как правильно въехать на «круг»?

При въезде на «круг» большое значение имеет то, с какой полосы автомобилист въехал. Как объясняет Сергей Толстоба, если водителю нужно ехать прямо (по средней полосе) или свернуть на первом же съезде, то нужно въезжать по правой крайней.

«Во втором случае лучше сделать вообще по-другому: не заезжая на «круг», ехать сразу на обособленную полосу. Они есть на каждом из четырёх съездов, — говорит Толстоба. — Доехав до конца, необходимо уступить дорогу тем, кто уезжает с «круга».

При этом, как и на обычных круговых перекрёстках, на пл. Василевского действует правило «Уступи дорогу»: то есть круг является главной дорогой, а все остальные — второстепенные.

Четыре сценария

Госинспектор ГИБДД Сергей Толстоба рассказывает на конкретных примерах, как въехать и выехать из «круга» в каждую из четырёх сторон.

1. Вы въехали на «круг» с Литовского Вала и хотите выехать на:

— ул. Невского. Следует двигаться по обособленной полосе, то есть можно и не заезжать на «круг».

— ул. Черняховского. Следует въезжать на «круг» по средней полосе, никому не уступая дорогу, и повернуть на ул. Черняховского. 

— ул. 9 Апреля. Следует занимать на «круге» крайнюю левую полосу. Перед перекрёстком с ул. 9 Апреля перестроиться в среднюю полосу, уступая дорогу, и поворачивать направо.

— ул. Литовский Вал. Также следует занять крайнюю левую полосу, следовать по ней до пересечения с ул. Литовский Вал и перестраиваться на крайнюю правую полосу, уступая дорогу.

2. Вы въехали на «круг» с ул. Невского и хотите выехать на:

— ул. Черняховского. Следует двигаться по обособленной полосе, то есть можно и не заезжать на «круг».

— ул. 9 Апреля. Следует въехать на среднюю полосу и выезжать с неё же. Не уступаем дорогу никому.

— Литовский Вал. На въезде нужно занимать среднюю, либо крайнюю левую полосу, далее перестраиваемся на крайнюю правую полосу, пропуская всех, кто едет справа.

— ул. Невского. Въезжать надо на левую полосу, потом перестроиться на среднюю, попутно пропуская всех, кто по ней едет, и свернуть.

3. Вы въехали на «круг» с ул. Черняховского и хотите выехать на:

— ул. 9 Апреля. Следует двигаться по обособленной полосе. В конце неё стоит пешеходный светофор, поэтому нужно уступить дорогу пешеходам, а вот автомобилям — не нужно.

— ул. Литовский Вал. Следует занимать среднюю полосу и на пересечении с ул. Литовский Вал перестроиться направо, уступив тем, кто движется по крайней полосе, и повернуть.

— ул. Невского. Нужно занимать среднюю либо крайнюю левую полосу и следовать до пересечения с ул. Литовский Вал, после чего пропустить тех, кто движется по средней полосе, перестроиться туда и повернуть направо прямо с неё.

— ул. Черняховского. Нужно въехать и занять левую полосу, доехать до перекрёстка с ул. Невского, занять средний ряд, попутно пропустив тех, кто движется по ней, и повернуть направо со средней полосы.

Следует помнить, что выезжать на «круг» со стороны ул. Черняховского можно только с двух полос. С трамвайных путей движение прямо запрещено. Об этом свидетельствуют не только установленные с правой стороны от дороги дорожные знаки, но и разметка. По словам Сергея Толстобы, в ближайшее время будут установлены дублирующие дорожные знаки.

4. Вы въехали на «круг» с ул. 9 Апреля и хотите выехать на:

— ул. Литовский Вал. Следует двигаться по обособленной полосе. При выезде с неё следует уступить дорогу тем, кто двигался по «кругу». Полоса упирается в пешеходный переход со светофором.

— ул. Невского. Следует выезжать на среднюю полосу и двигаться по ней до пересечения с ул. Невского. Потом повернуть направо прямо с неё, не уступая дорогу никому.

— ул. Черняховского. Нужно въезжать по средней полосе, после пересечения с ул. Невского перестроиться на правую полосу. Приоритет при этом у вас.

— ул. 9 Апреля. Следует въезжать на крайнюю левую полосу и после перекрёстка с ул. Черняховского, пропустив автомобили справа, перестроиться в средний ряд и поворачивать направо.

Правила проезда кругового движения 2021. Как правильно ехать по кольцу?

В ноябре 2017 года с 8 числа вступили в силу новые правила проезда перекрестка с круговым движением. Оно введено в действие правительственным постановлением от 26.10.2017 г. № 1300. Порядок действий изменился, за его нарушение предусмотрено наказание вплоть до лишения водительских прав сроком на полгода.

Содержание статьи:

Как правильно проезжать круговое движение?

Раньше имели преимущество водители, въезжающие на кольцо.

До введения изменений действовало правило, которое ввели еще в 2010 году: при движении по перекрестку с круговым движением, перед которым установлен соответствующий дорожный знак, главным считался въезжающий на него. С 8 ноября все поменялось, приоритет у водителя, который уже движется по кругу.

О том, как правильно проезжать круговое движение на автомобиле, указано в п.13.11(1) Правил дорожного движения. Это новый пункт, который появился благодаря указанному правительственному постановлению.

Для справки! Знак «круговое движение» накладывает обязанность уступать дорогу всем транспортным средствам, которые уже движутся по кольцу.

Исключение может быть, если дополнительно установлены другие знаки или светофор.

Им регламентируется, что при въезде на перекресток с круговым движением, если перед ним установлен знак 4.3, уступается дорога тем транспортным средствам, которые уже движутся по этому перекрестку. Вместе с тем утратил силу абз.3 п 13.9 ПДД, в соответствии с которым если указанный знак сочетался с другими знаками (2.4 или 2.5), транспортное средство, двигающееся по перекрестку, имеет преимущество. Теперь оно лишнее.

Эти новые правила движения по кольцу были поддержаны правительствами крупных городов, в частности столицы. Московский Центр организации дорожного движения отметил, что в мегаполисе из 54 кольцевых перекрестков, большинство (свыше 40) до введения постановления имели схему, по которой преимущество движения за водителями, уже по движущимися по кругу.

Поэтому изменения в ПДД отвечают реальным потребностям как городских властей, так и водителей. Ведь последние, попав на круговой перекресток, могли длительное время ожидать, пока проедут въезжающие на него транспортные средства, имеющие преимущество.

Но есть и исключения

Однако это правило может корректироваться установленными дополнительными знаками, светофором и, наконец, регулировщиком. При установлении перед кольцом знаков приоритета, водителю следует ориентироваться на него. Аналогично он поступает, если работает светофор.

Такими обозначениями приоритета является знак «Главная дорога». В этом случае водитель имеет преимущество при въезде на круг. Правильно проезжать кольцо в этом случае в таком порядке:

1. Сперва проезжают те, кто движется по главной дороге;
2. Остальные пропускают эти автомобили и проезжают после них.

Если же перед въездом на кольцо стоит знак «Уступи дорогу», то, по сути, он дублирует вступившие в силу правила. В этом случае проезд кругового движения по новым правилам не меняется. Ожидается, что эти знаки будут в скором времени с таких перекрестков удалены.

Правила проезда кольца с двухполосным и трехполосным движением

В этом случае рекомендуется заранее перестраиваться в нужную полосу, потому что можно не успеть вывернуть в нужный момент при попытке выехать с перекрестка.

Правила проезда кольца с двухполосным движением рекомендуют не перестраиваться в левую полосу, если понадобиться выехать с него на ближайшем съезде. Если же предстоит проехать весь перекресток, то перестаиваться в правую полосу нужно во второй половине следования по нему.

Аналогичные правила проезда кольца с трехполосным движением, только у водителя есть возможность двигаться еще и в средней полосе. Это дает ему больше возможностей для маневра. В обоих случаях выезд с кругового перекрестка происходит с правой полосы.

Что будет, если нарушить правила проезда кругового движения?

За нарушение правил проезда кругового движения предусмотрено наказание вплоть до лишения прав.

В этом случае на нарушителя накладывается штраф, а именно:

1. За не соблюдение требований, которые устанавливаются знаком «Круговое движение», не пропуск движущегося по перекрестку автомобиля – 1 т.р.;
2. За нарушение требований разметки при движении по кольцу – 500 р., но могут ограничиться предупреждением;
3. Движение в обратном направлении, по часовой стрелке, – 5 т.р. или изъятием водительских прав на срок до полугода.

На таких перекрестках установлено одностороннее движение против часовой стрелки. Двигаясь в другом направлении, водитель едет по встречной полосе, тем самым представляет реальную угрозу безопасности движения, создавая аварийную ситуацию. Наказание за такое действие соответствующее.

Проезд перекрестков с круговым движением.

как проезжать круговое движение с 8 ноября?

Приоритет теперь у тех, кто едет по кольцу

Фото: Светлана МАКОВЕЕВА

С 8 ноября по всей России – в том числе и в Самарской области – вступают в силу новые правила проезда перекрестков с круговым движением. Приоритет теперь у тех, кто едет по кольцу. А те водители, кто въезжает на перекресток, должны их пропускать.

Основная цель изменений – повышение безопасности на перекрестках с круговым движением. Считается, что новые правила увеличат пропусную способность дорог и снизят количество аварий.

На сайте кабмина отметили, что практически во всех европейских странах установлен приоритет проезда перекрестка с круговым движением.

В Самаре перекрестков с круговым движением несколько. И на всех разные правила приоритета проезда. Где-то стоит светофор, где-то пропускать должны водители, что въезжают на кольца, а где-то действует правило «помехи справа».

Изменения, впрочем, не сильно скажутся на жизни самарских водителей.

В региональном полицейском главке пояснили, что если на кольце есть светофор или знаки приоритета, нужно руководствоваться ими. Если же таких нет, то пропускать следует тех, кто едет по кольцу.

Знаки приоритета или светофоры, к слову, в областной столице почти на всех перекрестках с круговым движением.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ

Тайна трех колец: насколько удобны новые развязки на главной трассе в Самаре?

«Комсомольская правда-Самара» проинспектировала отремонтированное Московское шоссе вместе с дорожным активистом (далее)

В Самаре полностью заработала развязка на пересечении Московского шоссе и Ракиты

Видео того, как машины проезжают по развязке, появилось в интернете (далее)

В Самаре по временной схеме открыли кольцо на Луначарского

Подрядчик обещает, что кольцо на Луначарского откроют в начале ноября, когда там закончатся все ремонтные работы (далее)

«Зажали» кольцом: что не так с развязкой на Луначарского?

Жители домов по соседству со стройкой жалуются, что подпорная стенка дороги оказалась под их окнами (далее)

В Самаре движение по тоннелю на Московском шоссе и проспекте Кирова открыли в одну сторону

Проехать можно только в сторону улицы Димитрова (далее)

Видео: в Самаре открыто движение по кольцу на Ракитовской развязке

Исторический моент заснял Александр Карягин (далее)

Повороты и рядность при круговом движении

Круговое движение очень часто становится проблемой для новичков. Это не удивительно, ведь разновидностей таких перекрестков (а это именно перекресток) существует великое множество. Объединяет их лишь одно — круговое движение (кольцо). Различное количество дорог, которые подходят к кольцу, и их расположение относительно этого кольца не даю возможности унифицировать круговое движение. Но всё-таки необходимо соблюдать общие требования, говорят инструкторы по вождению.

Проблемы проезда кругового перекрестка

Как и при проезде любого перекреста, перед перекрестком с круговым движением необходимо снизить скорость и оценить ситуацию на дороге. Ошибочным является распространенное мнение, что кольцо — это всегда главная дорога. Чаще всего это именно так, но не всегда. Поэтому внимательно следите за знаками и помните о правиле «помехи справа».

При круговом движении большая путаница возникает у неопытных водителей с включением необходимых поворотов.

Основное правило такое: при въезде и выезде с перекрестка с круговым движением необходимо включить правый поворот.

Не меньше трудностей доставляет и выбор правильной полосы при круговом движении. Тут также всё зависит от конкретной ситуации, ведь кольца бывают многополосными.

Варианты пересечения перекрестка с круговым движением

Вам необходимо повернуть по кольцу направо

Автоинструкторы утверждают, что правый поворот считается самым простым вариантом (если Вам нужно съехать с кольца на самую первую от Вас дорогу справа). Тут все элементарно: перестраиваетесь в крайний правый ряд, включаете правый поворот, выезжаете на крайнюю правую полосу кольца, поворачиваете направо на первом же съезде.

Вам необходимо проехать по кольцу прямо

В этом случае Вам придется выполнять круговое движение дольше, а именно проехать половину кольца.

Выбор полосы движения зависит от общего количества полос на кольце. Общая рекомендация здесь такая: занимайте одну из средних полос при многорядном круговом движении, или правую полосу при двухрядном.

При въезде на кольцо необходимо включить правый поворот, даже не смотря на то, что какое-то время Вы будете двигаться прямо или налево. А при движении по кольцу (прямо) показывать поворот не надо. Отсутствие поворота в этом случае показывает другим участникам движения, что Вы собираетесь продолжать круговое движение, и в Ваши планы не входит съезд с кольца на ближайшую правую дорогу. Как только Ваш съезд с кольца будет следующим (вы поравнялись с предыдущим съездом), включайте правый поворот, предупреждая, что вы будете производить съезд с кольца.

Вам необходимо повернуть по кольцу налево

Оптимальная полоса для кругового движения в этом случае — одна из крайних левых (при многорядном движении). Однако, приближаясь к своему съезду, Вам придется перестроиться в правый ряд, и тут важно правильно включать и выключать повороты, не водя в заблуждение остальных водителей.

Въезд — включение правого поворота («я буду ехать по кольцу»). Выезд — включение правого поворота на уровне предыдущего съезда («я съезжаю на следующую дорогу»). Однако Вам придется включить правый поворот и для того, чтобы перестроиться, готовясь к съезду.

При перестроении выключайте поворот немедленно, как только займете новую полосу — не сбивайте водителей, которые могут подумать, что Вы уже съезжаете с кольца.

Таковы общие рекомендации проезда перекрестков с круговым движением. Но опять повторим: многое зависит от конкретных условий. В любом случае, выполняя круговое движение, снизьте скорость и внимательно следите за знаками и разметкой.

Правила проезда через круговое движение:

Будьте внимательны на дорогах!

Изображение взято с сайта shturman56.ru

6.2 Равномерное круговое движение | Техасский шлюз

Центростремительная сила

Поскольку объект в равномерном круговом движении испытывает постоянное ускорение (за счет изменения направления), мы знаем из второго закона движения Ньютона, что на объект должна действовать постоянная чистая внешняя сила.

Любая сила или комбинация сил могут вызвать центростремительное ускорение. Вот лишь несколько примеров: натяжение веревки на тросе, сила притяжения Земли на Луне, трение между дорогой и шинами автомобиля при движении по кривой или нормальная сила американских горок. следите за тележкой во время петли.

Любая чистая сила, вызывающая равномерное круговое движение, называется центростремительной силой. Направление центростремительной силы — к центру вращения, такое же, как и для центростремительного ускорения. Согласно второму закону движения Ньютона, чистая сила вызывает ускорение массы согласно F _net = м a . Для равномерного кругового движения ускорение является центростремительным: a = a _c . Следовательно, величина центростремительной силы, F _c , равна Fc = macFc = mac.

Используя две разные формы уравнения для величины центростремительного ускорения, ac = v2 / rac = v2 / r и ac = rω2ac = rω2, мы получаем два выражения, включающих величину центростремительной силы F _c . Первое выражение относится к тангенциальной скорости, второе — к угловой скорости: Fc = mv2rFc = mv2r и Fc = mrω2Fc = mrω2.

Обе формы уравнения зависят от массы, скорости и радиуса круговой траектории. Вы можете использовать любое более удобное выражение для центростремительной силы.Второй закон Ньютона также гласит, что объект будет ускоряться в том же направлении, что и чистая сила. По определению центростремительная сила направлена ​​к центру вращения, поэтому объект также будет ускоряться к центру. Прямая линия, проведенная от круговой траектории к центру круга, всегда будет перпендикулярна тангенциальной скорости. Обратите внимание, что если вы решите первое выражение для r , вы получите

Из этого выражения мы видим, что для данной массы и скорости большая центростремительная сила вызывает малый радиус кривизны, то есть резкую кривую.

Рисунок 6.9 На этом рисунке сила трения f служит центростремительной силой F _c . Центростремительная сила перпендикулярна тангенциальной скорости и вызывает равномерное круговое движение. Чем больше центростремительная сила F _c , тем меньше радиус кривизны r и тем круче кривизна. Нижняя кривая имеет ту же скорость v , но большая центростремительная сила F _c дает меньший радиус r’r ‘.

Watch Physics

Центростремительная сила и ускорение Intuition

В этом видео объясняется, почему центростремительная сила создает центростремительное ускорение и равномерное круговое движение. Он также охватывает разницу между скоростью и скоростью и показывает примеры равномерного кругового движения.

Проверка захвата

Представьте, что вы качаете йойо по вертикальному кругу по часовой стрелке перед собой, перпендикулярно направлению, в которое вы смотрите. Теперь представьте, что струна рвется, когда йойо достигает своего самого нижнего положения, ближайшего к полу.Что из следующего описывает путь йо-йо после разрыва струны?

1. Йо-йо полетит вверх в направлении центростремительной силы.
2. Йо-йо полетит вниз в направлении центростремительной силы.
3. Йо-йо полетит влево в направлении тангенциальной скорости.
4. Йо-йо полетит вправо в направлении тангенциальной скорости.

Центростремительная сила

на вращающейся чашке | Кафедра физики

Перед вращением чашки

1. Убедитесь, что вокруг вас достаточно места, чтобы не ударить платформу никого и ничего.
2. Поставьте чашку, наполненную водой, в центр доски и убедитесь, что доска выровнена.
3. Начните с медленных раскачиваний платформы вперед и назад, чтобы прочувствовать ее.
4. Когда вам будет удобно, поверните платформу достаточно быстро, чтобы она двигалась по кругу.
5. При изменении ориентации качелей или скорости делайте это медленно и осознанно. Чем больше будет изменений в ускорении, тем больше вероятность того, что вода разольется.
6. Когда вы будете готовы остановиться, сделайте это, когда платформа находится на нижней части качения.
7. Сделайте шаг в том же направлении, в котором движется платформа, чтобы дать ей достаточно времени, чтобы замедлиться.

Объяснение демонстрации

Пример «скрипта»

«Хорошо, вот у меня есть чашка с водой, которую я собираюсь крутить по кругу над головой.Как вы думаете, ребята, что произойдет? »

(ответы)

«Хорошо, давайте посмотрим, правы ли вы, ребята».

(Демонстратор продолжает вращать чашу с водой, пока она не окажется над его головой или на его / ее боку, если ему неудобно ходить над головой)

(Пока кружится чашка) «Как вы видите, вода не выходит. Кто-нибудь может сказать мне, почему? »

(ответы)

«Хорошо, все хорошие идеи (перестает вращаться) Хорошо, причина, по которой вода остается в чашке, — это так называемая центростремительная сила.Все вы, ребята, каким-то образом испытали ту же самую силу ».

(Боязнь недоверия)

«Так сколько из вас, ребята, катались на американских горках, которые переворачиваются вверх ногами?»

(Подъем рук)

«Хорошо, ребята, вы когда-нибудь задумывались, почему вы не упали, когда лежите вверх ногами? (На мгновение молчание) Как я уже сказал, это из-за центростремительной силы американских горок. «

«Итак, все вы, ребята, не катались на американских горках, но все вы катались на машинах, верно?» (Йесес)

«Хорошо, сколько из ваших родителей сделали действительно быстрый поворот, и вы почувствовали, что вас тянут в сторону от машины? (Все думают) »

«Это то же самое, центростремительная сила.Пока машина меняет направление, вы должны ехать прямо и врезаться в дверь. «

«Скольким из вас, ребята, понравилась эта демонстрация? Хорошо, вот что мне нравится слышать. Далее у нас …… ”

Разгон

Как упоминалось ранее в Уроке 1, объект, движущийся равномерно по кругу, движется по кругу с постоянной или постоянной скоростью. Вектор скорости постоянен по величине, но меняется по направлению. Поскольку скорость такого движения постоянна, многие студенты ошибочно полагают, что ускорения нет.«В конце концов, — могут сказать они, — если бы я вел машину по кругу с постоянной скоростью 20 миль / ч, тогда скорость не уменьшалась и не увеличивалась; следовательно, не должно быть ускорения». В основе этого распространенного заблуждения студентов лежит неправильное представление о том, что ускорение связано со скоростью, а не со скоростью. Но дело в том, что ускоряющийся объект — это объект, который меняет свою скорость. А поскольку скорость — это вектор, который имеет как величину, так и направление, изменение либо величины, либо направления составляет изменение скорости.По этой причине можно с уверенностью заключить, что объект, движущийся по кругу с постоянной скоростью, действительно ускоряется. Он ускоряется, потому что направление вектора скорости меняется.

Геометрический

Доказательство внутреннего ускорения

Чтобы понять это на более глубоком уровне, нам придется объединить определение ускорения с обзором некоторых основных векторных принципов. Напомним, из раздела 1 Физического класса, что ускорение как величина определялось как скорость, с которой изменяется скорость объекта.Таким образом, он рассчитывается с использованием следующего уравнения:

, где v _i представляет начальную скорость, а v _f представляет конечную скорость через некоторое время t . Числитель уравнения находится путем вычитания одного вектора ( v _i ) из второго вектора ( v _f ). Но сложение и вычитание векторов друг из друга выполняется иначе, чем сложение и вычитание скалярных величин.Рассмотрим случай, когда объект движется по окружности вокруг точки C, как показано на диаграмме ниже. За время t секунд объект переместился из точки A в точку B. За это время скорость изменилась с v _i на v _f . Процесс вычитания v _i из v _f показан на векторной диаграмме; этот процесс приводит к изменению скорости.

Направление вектора ускорения

Обратите внимание на диаграмму выше, что есть изменение скорости для объекта, движущегося по кругу с постоянной скоростью.Тщательный осмотр вектора изменения скорости на приведенной выше диаграмме показывает, что он указывает вниз и влево. В средней точке дуги, соединяющей точки A и B, изменение скорости направлено в сторону точки C — центра окружности. Ускорение объекта зависит от этого изменения скорости и находится в том же направлении, что и это изменение скорости. Ускорение объекта совпадает с направлением вектора изменения скорости; ускорение также направлено в сторону точки C — центра окружности.Объекты, движущиеся по кругу с постоянной скоростью, ускоряются к центру круга.

Ускорение объекта часто измеряется с помощью устройства, известного как акселерометр. Простой акселерометр состоит из объекта, погруженного в жидкость, например воду. Рассмотрим герметичную банку, наполненную водой. Пробка, прикрепленная к крышке шнурком, может служить акселерометром. Чтобы проверить направление ускорения объекта, движущегося по кругу, банку можно перевернуть и прикрепить к концу короткой секции деревянного 2х4.Второй акселерометр, сконструированный таким же образом, может быть прикреплен к противоположному концу 2×4. Если 2×4 и акселерометры закреплены на вращающейся платформе и вращаются по кругу, направление ускорения можно четко определить по направлению наклона пробок. Когда смесь пробки и воды вращается по кругу, пробка наклоняется к центру круга. Наименее массивный из двух объектов всегда наклоняется в направлении ускорения. В случае пробки и воды пробка менее массивна (в расчете на миллилитр) и, следовательно, испытывает большее ускорение.Имея меньшую инерцию (из-за ее меньшей массы на 1 мл), пробка меньше всего сопротивляется ускорению и, таким образом, наклоняется на внутрь банки к центру круга. Это очевидное свидетельство того, что объект, движущийся по кругу с постоянной скоростью, испытывает ускорение, направленное к центру круга.

Другой простой самодельный акселерометр — это зажженная свеча, расположенная вертикально по центру открытого стакана.Если стакан держать ровно и неподвижно (так, чтобы не было ускорения), то пламя свечи распространяется вверх. Однако, если вы держите систему стекло-свеча вытянутой рукой и вращаете по кругу с постоянной скоростью (так, чтобы пламя испытывало ускорение), то пламя свечи больше не будет распространяться вертикально вверх. Вместо этого пламя отклоняется от вертикального положения. Это означает, что существует ускорение, когда пламя движется по круговой траектории с постоянной скоростью.Отклонение пламени будет в сторону ускорения. Это можно объяснить, утверждая, что горячие газы пламени менее массивны (в расчете на миллилитр) и, следовательно, имеют меньшую инерцию, чем более холодные газы, которые его окружают. Впоследствии более горячие и легкие газы пламени испытывают большее ускорение и наклоняются в направлении ускорения. Тщательное изучение пламени показывает, что пламя направлено к центру круга, указывая, таким образом, на то, что есть не только ускорение; но есть внутреннее ускорение.Это еще одно наблюдаемое свидетельство того, что объекты, движущиеся по кругу с постоянной скоростью, испытывают ускорение, направленное к центру круга.

Итак, мы видели геометрическое доказательство и две реальных демонстрации этого внутреннего ускорения. На этом этапе ученик принимает решение верить или не верить. Разве разумно, что объект, движущийся по кругу, испытывает ускорение, направленное к центру круга? Можете ли вы придумать логическую причину, чтобы верить в отсутствие ускорения или даже внешнего ускорения, испытываемого объектом, движущимся в равномерном круговом движении? В следующей части Урока 1 будут представлены дополнительные логические доказательства, подтверждающие представление о внутренней силе для объекта, движущегося по кругу.

Мы хотели бы предложить …

Иногда просто прочитать об этом недостаточно. Вы должны с ним взаимодействовать! И это именно то, что вы делаете, когда используете одно из интерактивных материалов The Physics Classroom. Мы хотели бы предложить вам совместить чтение этой страницы с использованием нашего интерактивного средства однородного кругового движения. Вы можете найти его в разделе Physics Interactives на нашем сайте. Интерактивный модуль «Равномерное круговое движение» позволяет учащемуся интерактивно исследовать векторы скорости, ускорения и силы для объекта, движущегося по кругу.

Проверьте свое понимание

1. Начальная и конечная скорости мяча в два разных момента времени показаны ниже. Направление мяча указано стрелкой. Для каждого случая укажите, есть ли ускорение. Объясните, почему да или почему нет. Укажите направление ускорения.

2.Объясните связь между вашими ответами на вышеуказанные вопросы и аргументацией, использованной для объяснения того, почему можно сказать, что объект, движущийся по кругу с постоянной скоростью, испытывает ускорение.

3. Диззи Смит и Гектор Вектор все еще обсуждают № 1e. Диззи говорит, что мяч не ускоряется, потому что его скорость не меняется. Гектор говорит, что, поскольку мяч изменил свое направление, происходит ускорение.С кем ты согласен? Обсудите свою позицию, объяснив несоответствие в аргументах другого ученика.

4. Определите три элемента управления автомобилем, которые позволяют автомобилю ускоряться.

Для вопросов №5- №8: Объект движется в направлении по часовой стрелке по кругу с постоянной скоростью.Используйте свое понимание концепций скорости и ускорения, чтобы ответить на следующие четыре вопроса. Используйте диаграмму, показанную справа.

5. Какой вектор ниже представляет направление вектора скорости, когда объект находится в точке B на окружности?

6. Какой вектор ниже представляет направление вектора ускорения, когда объект находится в точке C на окружности?

7.Какой вектор ниже представляет направление вектора скорости, когда объект находится в точке C на окружности?

8. Какой вектор ниже представляет направление вектора ускорения, когда объект находится в точке A на окружности?

Круговое движение — Полный набор инструментов

Круговое движение — полный инструментарий

Цели

1. Чтобы описать направление скорости, ускорения и результирующей силы для объекта, который движется по кругу с постоянной скоростью.
2. Использовать закон инерции для объяснения того, почему человек, движущийся по кругу, испытывает ощущение, что его выталкивают наружу, и для определения причин, по которым внешняя чистая сила является фиктивной силой.
3. Математически связать скорость, ускорение, радиус, массу и чистую силу для объекта, движущегося по кругу, и использовать такие отношения для решения физических задач.
4. Построить диаграмму свободного тела для любой ситуации, когда объект движется по кругу.
5. Объединить второй закон движения Ньютона, диаграммы свободного тела и уравнения кругового движения для определения значения ускорения или индивидуальной силы для любой ситуации, когда объект движется по кругу.

Чтения из Учебного пособия по физике

1. Учебник по физике, Круговое движение и движение спутников, Урок 1
2. Учебное пособие по физике, круговое движение и движение спутников, урок 2

Интерактивное моделирование

1. Модель простого кругового движения

   Хорошая модель для начинающих, чтобы изучить силы, действующие на человека, едущего на карусели.Форматирование 3D очень полезно для просмотра движения с разных точек зрения. Используя ползунки, учащиеся сами обнаруживают, как взаимодействуют скорость вращения и радиальное расстояние, создавая более захватывающую поездку. Учителя: исходный код для этого моделирования находится в открытом доступе, что делает его настраиваемым ресурсом.

2. Веселая поездка на миксере, модель

   Любой, кто катался на аттракционе «Скремблер» в парке развлечений, будет знаком с системой, изображенной в этой симуляции.Он показывает взаимодействие двух наложенных друг на друга круговых движений. Основная рама аттракциона вращается в одном направлении, в то время как второе вращение на концах рычагов рамы переносит гонщиков дополнительным круговым движением, обычно в противоположном направлении. Студенты могут управлять двумя скоростями вращения и радиусами двух орбит. Могут отображаться векторы горизонтальной силы, а также график перегрузки на всадника в зависимости от времени. Учителя: эта модель также предоставляет открытый доступ к исходному коду Java, что делает его настраиваемым ресурсом.

3. Моделирование PhET: Ladybug Revolution

   Присоединяйтесь к божьей коровке в исследовании вращательного движения. Вращайте карусель, чтобы изменить ее угол, или выберите постоянную угловую скорость или угловое ускорение. Изучите, как круговое движение связано с положением, скоростью и ускорением жука, используя векторы или графики.

   Дополнительные материалы для PhET : См. Ссылку ниже для краткого задания, разработанного командой учителей старших классов, чтобы помочь ученикам использовать имитацию PhET «Ladybug Revolution».Студенты будут составлять таблицы данных, чтобы способствовать пониманию взаимосвязи между ускорением, скоростью и радиусом круговой траектории. Он также предоставляет подробные инструкции по изучению векторов скорости и ускорения. Включает план урока и руководство для студентов. http://phet.colorado.edu/en/contributions/view/3234

4. Класс физики: равномерное круговое движение

   Это моделирование позволяет пользователю изменять радиус и скорость объекта, движущегося равномерно по кругу, чтобы увидеть эффект от ускорения и силы.Направление скорости и силы отображаются в виде векторных стрелок. Это моделирование сопровождается списком занятий с указаниями и исследовательскими вопросами.

   http://www.physicsclassroom.com/shwave/ucmdirns.cfm

Видео и анимация

1. PBS Learning Media: Центростремительная сила на американских горках

   Это 5-минутное видео замечательно объясняет, почему вы чувствуете, что вас отбрасывает от центра во время кругового движения, хотя нет никакой внешней чистой силы.Это поможет студентам отличить центростремительную силу от вымышленной «центробежной силы».

2. Круговое движение

   Этот учебный цикл включает 11 коротких видеороликов, подготовленных исследовательской группой Rutgers Physics / Astronomy Education Research Group, организованных последовательно для введения кругового движения во вводные курсы физики. Каждое видео включает в себя цель обучения, предварительную информацию, необходимую для понимания материала, и вопросы-подсказки. Разработанный для совместного обучения, учащиеся будут участвовать в мысленных экспериментах, наблюдении и применении.Эти материалы были разработаны, чтобы отражать деятельность ученых, когда они конструируют и применяют знания. Зарегистрированные пользователи-учителя имеют доступ к дополнительным инструкциям и справочным материалам.

3. Наука скорости: поворот

   Это 5-минутное видео исследует центростремительную силу в контексте NASCAR. Как можно спроектировать шины для гоночных автомобилей, чтобы помочь водителям быстрее совершать повороты? И как угол (крен) трека влияет на центростремительное ускорение (это имеет огромное значение).Узнайте от инженеров, физиков и водителей NASCAR о компонентах, которые обеспечивают центростремительную силу, необходимую для движения гоночного автомобиля по кривой.

4. Физика цирка: центростремительное ускорение

   В этом видео-уроке используется верховая езда, чтобы показать студентам основы кругового движения и центростремительного ускорения. Видео может помочь студентам понять, что неуравновешенная сила может изменить направление вектора скорости, но не его величину.Он включает советы о том, как использовать видео в инструкциях, вопросы для обсуждения и сопутствующие занятия в классе. (Видео длится 2 минуты; дайте около 25-30 минут для полной активности.)

Лаборатории и исследования

Демонстрационные идеи

1. Обучение из космоса: центростремительная сила

   Посмотрите, как астронавт НАСА на борту Международной космической станции демонстрирует центростремительную силу таким образом, чтобы пролить новый свет на студентов.Видео было снято в условиях невесомости: астронавт вращает привязанный инструмент вокруг шнура, вращает пакет с чаем, чтобы показать, как пузырьки воздуха выталкиваются к центру, и вращает каплю воды, чтобы показать деформацию, вызванную центростремительной силой.

Интернет-модули Minds On Physics

Интернет-модули Minds On Physics представляют собой набор модулей интерактивных вопросов, нацеленных на концептуальное понимание учащегося.Каждый вопрос сопровождается подробной справкой, в которой рассматриваются различные компоненты вопроса.

1. Круговое движение и гравитация, Ass’t CG1 — скорость и скорость
2. Круговое движение и гравитация, Ass’t CG2 — ускорение и чистая сила
3. Круговое движение и гравитация, Ass’t CG3 — Центростремительная сила и инерция
4. Круговое движение и гравитация, Ass’t CG4 — Требование центростремительной силы
5. Круговое движение и гравитация, Ass’t CG5 — Математический анализ кругового движения

Ссылка: http: // www.Physicsclassroom.com/mop

Упражнения по созданию концепции

1. Угол учебной программы, круговое движение, скорость и скорость
2. Угол учебной программы, круговое движение, ускорение и круговое движение
3. Угол учебной программы, круговое движение, круговое движение и инерция
4. Уголок учебной программы, круговое движение, требование центростремительной силы
5. Уголок учебной программы, круговое движение, математика кругового движения

Ссылка: http: // www.Physicsclassroom.com/curriculum/circles

Упражнения по решению проблем

1. Блокнот калькулятора, круговое движение и гравитация, задачи №1-15

Ссылка: http://www.physicsclassroom.com/calcpad/circgrav

Научное рассуждение

1. Центр научных рассуждений, Петли для американских горок

Ссылка: http://www.physicsclassroom.com/reasoning/circularmotion

Связи в реальной жизни

1. Проектирование проблемного учебного модуля

   для съезда с автомагистрали http: // pbl.ccdmd.qc.ca/resultat.php?action=clicFiche&he=1050&afficheRecherche=-1&IDFiche=141&endroitRetour=0

   Двухдневное экспериментальное учебное задание по вводной физике, связанной с круговым движением и трением. В этом сценарии учащиеся проектируют плоский круговой съезд с шоссе и определяют в пределах набора заданных ограничений, каким должно быть ограничение скорости на съезде. Студенты будут применять концепции кинематики вращения, статического и кинетического трения, а также изучат динамику объекта, движущегося по круговой траектории.Следуя методу PBL, учащиеся будут просеивать информацию, чтобы отделить полезные от нерелевантных данных, самостоятельно находить недостающую информацию, а затем применять физику для поиска решений.

Общие заблуждения

1. Скорость, сила и инерционный путь

   Объект, который движется по криволинейной траектории, испытывает скорость, направленную по касательной к траектории. Во всех точках окружности или изогнутой траектории скорость объекта направлена ​​на прямо вперед .Таким образом, это касательное направление или направление прямо вперед описывает инерционный путь объекта . Если бы все силы были уравновешены, то объект продолжил бы движение по этой инерционной траектории. Движение по кругу — это отклонение от этого прямого направления и, следовательно, требует неуравновешенной силы. Движение по кругу требует чистой силы, направленной к центру круга, чтобы объект отклонился от инерционного пути. Но если в любой момент убрать эту чистую внутреннюю силу, то объект будет перемещаться по инерционной траектории, касательной к окружности.

2. Ускорение

   Среди студентов очень распространено мнение, что объект, движущийся по кругу с постоянной скоростью, не ускоряется. Но это совершенно неверно. Движение по кругу предполагает ускорение… даже если это движение с постоянной скоростью. Ускоряющиеся объекты меняют свою скорость. Как вектор, скорость объекта описывает скорость и направление объекта. Итак, объекты, которые меняют скорость или направление, ускоряются.Таким образом, объект, который движется по кругу с постоянной скоростью, ускоряется из-за изменения направления. Полезно напомнить учащимся, какие три элемента управления на автомобиле позволяют ему ускоряться: педаль тормоза для замедления, педаль газа для ускорения и рулевое колесо для изменения направления.

3. Понятие внешней или центробежной силы

   Любой, кто катался на американских горках, катался по кругу в парке развлечений или просто круто повернул налево в качестве пассажира в машине, испытал то, что казалось сильный толчок или сила, направленная от центра круга.Это чувство выталкивания наружу неоспоримо; однако реальность не всегда согласуется с чувствами. Ощущение внешней силы приписывается инерции — тенденции объекта продолжать движение в том же направлении, в котором он движется, когда на него не действует неуравновешенная сила. В этих случаях — американские горки, аттракционы, поворачивающая машина — вы продолжаете движение по прямой, пока ваш инерционный путь не встретится с дверью машины, стеной или каким-либо другим препятствием. Встретив дверь машины или стену, вы начнете толкаться по ней наружу.Тем временем дверь или стена толкают вас внутрь — в соответствии с третьим законом Ньютона.

   Многие писали об этом опыте, ссылаясь на понятие центробежной или внешней силы. Те, кто обычно делятся на две категории — те, кто не знает, о чем они пишут и не должны писать об этом, и те, кто действительно знает, о чем они пишут, и должны быть осторожны, чтобы не вводить своих читателей в заблуждение. . В последнем случае обсуждение центробежной силы почти всегда сопровождается некоторым заключительным замечанием, которое звучит примерно так: «Такая сила является фиктивной силой.Его не существует, несмотря на то, что представление о нем может помочь объяснить ощущение выталкивания наружу ». Если читатель не осознает важность этой короткой фразы, то читатель вводится в заблуждение, полагая, что движение по кругу сопровождается центробежной или внешней силой. Это трагично.

В другом месте в Интернете

1. Physlet Physics: вращение вокруг фиксированной оси

   Этот исчерпывающий набор задач на основе анимации разработан, чтобы помочь учащимся понять силы, действующие при вращении объекта вокруг фиксированной оси (круговое движение).Вы найдете 3 концептуальных иллюстрации, математические вычисления, исследования, дополненные рабочими листами для учащихся, и более десятка концептуальных вопросов, которые можно гибко использовать в совместных группах или с помощью полнофункциональных систем ответа (кликеров). Теперь в свободном доступе в цифровой библиотеке ComPADRE. (подходит для AP или с отличием по физике)

2. Physlet Physics: Анимация кругового движения

   Этот Physlet задуман как предварительный вопрос для изучения кругового движения.Его можно гибко использовать в качестве анимированной демонстрации, концептуального вопроса для систем ответов учащихся или в качестве упражнения для выявления предшествующих представлений.

Стандарты

A. Научные стандарты нового поколения (NGSS) — Средняя школа

Ожидаемые результаты

• HS-PS2.1 : Проанализируйте данные, чтобы подтвердить утверждение о том, что второй закон движения Ньютона описывает математическое соотношение между результирующей силой, действующей на макроскопический объект, его массой и его ускорением.

Основные дисциплинарные идеи

• HS-PS2.A.i : Второй закон Ньютона точно предсказывает изменения в движении макроскопических объектов

Общие концепции

Комплексная концепция № 4: Системы и системные модели

• Разрабатывать и использовать модели (физические, математические и компьютерные) для прогнозирования поведения системы и проектирования систем для решения конкретных задач.

Наука и инженерная практика

Практика № 2: Разработка и использование моделей

• Используйте модель для механистического объяснения явлений.

Практика № 4: Анализ и интерпретация данных

• Анализируйте данные с помощью инструментов, технологий и / или моделей (например, вычислительных, математических), чтобы сделать обоснованные и надежные научные утверждения или определить оптимальное проектное решение.
• Анализируйте данные с помощью вычислительных моделей, чтобы делать обоснованные и надежные научные утверждения.

Практика № 5: Использование математики и вычислительного мышления

• Используйте математические представления явлений для описания объяснений.
• Создайте вычислительную модель или симуляцию явления, спроектированного устройства, процесса или системы.

Практика №6: Проектирование решений (инжиниринг)

• Разработайте, оцените и / или доработайте решение реальной проблемы, основываясь на научных знаниях, источниках доказательств, созданных студентами, критериях приоритета и компромиссных решениях.

Практика № 8: Получение, оценка и передача информации

• Передавать техническую информацию или идеи (например, о явлениях и / или процессе разработки, а также о проектировании и исполнении предлагаемого процесса или системы) в различных форматах (включая устную, графическую, текстовую и математическую)

B. Общие основные стандарты по математике (CC) — 9–12 классы

Стандарты математической практики

• МП.1 — Разбирать проблемы и настойчиво решать их
• MP.2 — Обоснование абстрактно и количественно
• MP.4 — Математическая модель

Алгебра для старших классов: видение структуры в выражениях

• A-SSE.1.a : Интерпретация частей выражения, таких как термины, множители и коэффициенты
• A-SSE.2 : Используйте структуру выражения, чтобы определить способы его переписывания.

Алгебра для старших классов: создание уравнений

• A-CED.2 Создание уравнений в двух или более переменных для представления взаимосвязей между величинами, графические уравнения на осях координат с метками и шкалами
• A-CED.4 Перегруппируйте формулы, чтобы выделить интересующее количество, используя те же рассуждения, что и при решении уравнений

High School Algebra: тригонометрические функции — High School

• Ф-ТФ.1 Под углом в радианах понимается длина дуги единичной окружности, образуемой углом

Высшая школа алгебры: линейные, квадратичные и экспоненциальные модели — высшая школа

• F-LE.5 Интерпретировать параметры в линейной или экспоненциальной функции в терминах контекста

Геометрия средней школы: круги — средняя школа

• G-C.4 Постройте касательную линию от точки за пределами заданной окружности до окружности

C. Общие основные стандарты английского / языкового искусства (ELA) — 9–12 классы

Стандарты чтения: научные и технические предметы — ключевые идеи и подробности

• RST.11-12.2 Определяет центральные идеи или выводы текста; резюмировать сложные концепции, процессы или информацию, представленную в тексте, перефразируя их в более простых, но все же точных терминах.
• РСТ.11-12.3 Четкое соблюдение сложной многоступенчатой ​​процедуры при проведении экспериментов, измерениях или выполнении технических задач; проанализировать конкретные результаты на основе пояснений в тексте.

Наука и технические предметы — интеграция знаний и идей

• RST.11-12.9 Синтезировать информацию из ряда источников (например, тексты, эксперименты, моделирование) в согласованное понимание процесса, явления или концепции, разрешая противоречивую информацию, когда это возможно.

Научно-технические дисциплины — диапазон чтения и уровень сложности текста

• РСТ.11-12.10 К концу 12 класса самостоятельно и на высоком уровне читать и понимать научно-технические тексты из диапазона сложности текста 11-CCR.

D. Физические стандарты для колледжей (Хеллер и Стюарт)

Стандарт 3: Законы движения Ньютона — 9–12 классы

Цель 3.1: Постоянное и изменяющееся движение

• H-3.1.1 — Смещение или изменение положения объекта — это векторная величина, которая может быть вычислена путем вычитания начального положения из конечного положения, где начальное и конечное положения могут иметь положительные и отрицательные значения. Перемещение не всегда равно пройденному расстоянию.

Результат обучения:

• Переводите между различными представлениями движения объектов: устные и / или письменные описания, диаграммы движения, таблицы данных, графические представления (графики положения в зависимости от времени и графики мгновенной скорости в зависимости от времени) и математические представления.

Цель 3.2: Силы и изменения в движении — Средняя школа

• Объектив M-3.2.2d — Сила постоянной величины, действующая под прямым углом к ​​направлению движения объекта, заставляет объект двигаться по кругу с постоянной скоростью.
• Объектив M-3.2.3 — Силы, действующие на объект, могут быть представлены стрелками (векторами), нанесенными на изолированное изображение объекта, называемое диаграммой сил.Направление каждой стрелки показывает направление толчка или тяги. Силы обозначены: «(тип взаимодействия) толкание или притяжение (взаимодействующего объекта) на (интересующий объект).

Цель 3.2: Силы и изменения в движении — Средняя школа

• Цель H.3.2.2c — Объект движется по кругу, когда сумма векторов всех сил (результирующая сила) постоянна по величине, всегда направлена ​​под прямым углом к ​​направлению движения и всегда направлена ​​к одной и той же точке в пространство, центр круга.Скорость объекта не меняется; ускорение вызывает постоянное изменение направления вектора изменения скорости.

Результаты обучения:

• Анализируйте диаграммы сил, чтобы определить, точно ли они представляют различные ситуации, включающие множественные контактные, гравитационные и / или электрические взаимодействия. При необходимости определите одномерную векторную сумму всех сил (чистую силу) и интерпретируйте значение векторной суммы всех сил (чистая сила).
• Изобразите силы, действующие на интересующий объект, на диаграмме сил, показывающей как вертикальные, так и горизонтальные силы. При необходимости используйте сложение векторов, чтобы определить относительный размер и направление суммы всех сил (чистая сила) и интерпретировать значение чистой силы.
• Выясните и объясните, почему объект, движущийся с постоянной скоростью по кругу, ускоряется. Обоснуйте объяснение, построив диаграмму движения и используя знание ускорения и второго закона Ньютона.

4.4 Равномерное круговое движение — Университетская физика, том 1

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Найдите центростремительное ускорение объекта, движущегося по круговой траектории.
• Используйте уравнения кругового движения, чтобы найти положение, скорость и ускорение частицы, совершающей круговое движение.
• Объясните разницу между центростремительным ускорением и тангенциальным ускорением, возникающим в результате неравномерного кругового движения.
• Оцените центростремительное и тангенциальное ускорение при неравномерном круговом движении и найдите вектор полного ускорения.

Равномерное круговое движение — это особый тип движения, при котором объект движется по кругу с постоянной скоростью. Например, любая точка пропеллера, вращающегося с постоянной скоростью, совершает равномерное круговое движение. Другими примерами являются секундная, минутная и часовая стрелки часов. Примечательно, что точки на этих вращающихся объектах действительно ускоряются, хотя скорость вращения постоянна.Чтобы увидеть это, мы должны проанализировать движение в терминах векторов.

Центростремительное ускорение

В одномерной кинематике объекты с постоянной скоростью имеют нулевое ускорение. Однако в двух- и трехмерной кинематике, даже если скорость постоянна, частица может иметь ускорение, если она движется по криволинейной траектории, такой как окружность. В этом случае вектор скорости меняется, или

Это показано на (Рисунок). Поскольку частица движется против часовой стрелки во времени

по круговой траектории, его вектор положения перемещается из

С

по

Вектор скорости имеет постоянную величину и касается пути, поскольку он изменяется от

.

С

по

только меняет направление.Поскольку вектор скорости

перпендикулярно вектору положения

треугольников, образованных векторами положения и

и векторы скорости и

похожи. Кроме того, с

и

два равнобедренных треугольника. Из этих фактов мы можем сделать утверждение

или

Рисунок 4.18 (a) Частица движется по кругу с постоянной скоростью, временами имея векторы положения и скорости.

и

(b) Векторы скорости, образующие треугольник. Два треугольника на рисунке похожи. Вектор

указывает на центр круга в пределах

Мы можем найти величину ускорения от

Направление ускорения также можно найти, отметив, что как

и, следовательно,

приближаются к нулю, вектор

приближается к направлению, перпендикулярному

В пределе

перпендикулярно

с

касается окружности, ускорение

указывает на центр круга.Таким образом, частица, движущаяся по кругу с постоянной скоростью, имеет ускорение с величиной

.

Направление вектора ускорения — к центру круга ((Рисунок)). Это радиальное ускорение, которое называется центростремительным ускорением , поэтому мы даем ему индекс c. Слово центростремительный происходит от латинских слов centrum (что означает «центр») и petere (что означает искать ») и, таким образом, принимает значение« поиск центра ».”

Рис. 4.19. Вектор центростремительного ускорения указывает на центр круговой траектории движения и представляет собой ускорение в радиальном направлении. Также показан вектор скорости, касающийся окружности.

Давайте рассмотрим несколько примеров, иллюстрирующих относительные величины скорости, радиуса и центростремительного ускорения.

Пример

Создание ускорения 1

г

Самолет летит со скоростью 134,1 м / с по прямой и делает разворот по круговой траектории на уровне земли.Каким должен быть радиус окружности, чтобы вызвать центростремительное ускорение 1 g на пилоте и самолете по направлению к центру круговой траектории?

Стратегия

Учитывая скорость струи, мы можем найти радиус окружности в выражении для центростремительного ускорения.

Решение

Установите центростремительное ускорение равным ускорению свободного падения:

Решая для радиуса, находим

Значение

Чтобы создать у пилота большее ускорение, чем g , струе придется либо уменьшить радиус своей круговой траектории, либо увеличить скорость по существующей траектории, либо и то, и другое.

Проверьте свое понимание

Радиус маховика 20,0 см. Какова скорость точки на краю маховика, если она испытывает центростремительное ускорение

?

[показывать-ответ q = ”fs-id116516

09 ″] Показать решение [/ показывать-ответ]

[скрытый-ответ a = ”fs-id116516

09 ″]

134,0 см / с

[/ hidden-answer]

Центростремительное ускорение может иметь широкий диапазон значений в зависимости от скорости и радиуса кривизны круговой траектории.Типичные центростремительные ускорения приведены в следующей таблице.

Уравнения движения для равномерного кругового движения

Частица, совершающая круговое движение, может быть описана ее вектором положения

(рисунок) показывает частицу, совершающую круговое движение против часовой стрелки.Когда частица движется по окружности, ее вектор положения выметает угол

с осью x- . Вектор

образующий угол

с осью x- показан с его компонентами вдоль осей x и y . Величина вектора положения

.

, а также радиус круга, так что с точки зрения его составляющих

Здесь,

— это константа, называемая угловой частотой частицы.Угловая частота измеряется в радианах (рад) в секунду и представляет собой просто количество радианов угловой меры, через которую проходит частица за секунду. Угол

, которое вектор положения имеет в любой конкретный момент времени, равен

.

.

Если T — это период движения или время для завершения одного оборота (

рад), затем

Рис. 4.20. Вектор положения частицы, движущейся по кругу, с ее компонентами по осям x и y.Частица движется против часовой стрелки. Угол

— угловая частота

в радианах в секунду, умноженное на t.

Скорость и ускорение можно получить из функции положения путем дифференцирования:

Из (Рисунок) можно показать, что вектор скорости тангенциальный к окружности в месте нахождения частицы с величиной

.

Аналогично, вектор ускорения находится путем дифференцирования скорости:

Из этого уравнения мы видим, что вектор ускорения имеет величину

.

и направлен против вектора положения, к началу координат, потому что

Пример

Круговое движение протона

Протон имеет скорость

и движется по окружности в плоскости xy радиуса r = 0.175 м. Каково его положение в плоскости xy в момент времени

?

При t = 0 положение протона

и вращается против часовой стрелки. Набросайте траекторию.

Решение

По приведенным данным протон имеет период и угловую частоту:

Положение частицы в

с A = 0.175 м —

Из этого результата мы видим, что протон расположен немного ниже оси x . Это показано на (Рисунок).

Рисунок 4.21 Вектор положения протона на

Показана траектория протона. Угол, под которым протон движется по окружности, составляет 5,712 рад, что немного меньше одного полного оборота.

Значение

Мы выбрали начальное положение частицы на оси x-.Это было совершенно произвольно. Если бы была дана другая начальная позиция, у нас была бы другая конечная позиция на t = 200 нс.

Неравномерное круговое движение

Круговое движение не обязательно должно иметь постоянную скорость. Частица может двигаться по кругу и ускоряться или замедляться, показывая ускорение в направлении движения.

При равномерном круговом движении частица, совершающая круговое движение, имеет постоянную скорость, а круг имеет фиксированный радиус.Если скорость частицы также изменяется, то мы вводим дополнительное ускорение в направлении, касательном к окружности. Такие ускорения происходят в точке на вершине, которая изменяет скорость вращения, или в любом ускоряющем роторе. В работе «Векторы смещения и скорости» мы показали, что центростремительное ускорение — это скорость изменения направления вектора скорости во времени. Если скорость частицы изменяется, то она имеет тангенциальное ускорение , , то есть скорость изменения величины скорости во времени:

Направление тангенциального ускорения касается окружности, тогда как направление центростремительного ускорения радиально внутрь к центру окружности.Таким образом, частица, движущаяся по кругу с тангенциальным ускорением, имеет общее ускорение , которое является векторной суммой центростремительного и тангенциального ускорений:

Векторы ускорения показаны на (Рисунок). Обратите внимание, что два вектора ускорения

и

перпендикулярны друг другу, при этом

в радиальном направлении и

в тангенциальном направлении.Общее ускорение

точки под углом

и

Рис. 4.22 Центростремительное ускорение указывает на центр круга. Тангенциальное ускорение является касательным к окружности в месте расположения частицы. Общее ускорение — это векторная сумма тангенциального и центростремительного ускорений, которые перпендикулярны.

Пример

Полное ускорение при круговом движении

Частица движется по окружности радиуса r = 2.0 мин. В интервале времени от t = 1,5 с до t = 4,0 с его скорость изменяется со временем согласно

.

Каково полное ускорение частицы при т = 2,0 с?

Стратегия

Нам даны скорость частицы и радиус круга, поэтому мы можем легко вычислить центростремительное ускорение. Направление центростремительного ускорения — к центру круга. Мы находим величину тангенциального ускорения, взяв производную по времени

.

, используя (Рисунок) и оценив его как t = 2.0 с. Мы используем это и величину центростремительного ускорения, чтобы найти полное ускорение.

Решение

Центростремительное ускорение

направлен к центру круга. Касательное ускорение

Суммарное ускорение

и

от касательной к окружности. См. (Рисунок).

Рис. 4.23 Векторы тангенциального и центростремительного ускорения.Чистое ускорение

— это векторная сумма двух ускорений.

Значение

Направления центростремительного и тангенциального ускорений можно описать более удобно в терминах полярной системы координат с единичными векторами в радиальном и тангенциальном направлениях. Эта система координат, которая используется для движения по криволинейным траекториям, подробно обсуждается позже в книге.

Сводка

• Равномерное круговое движение — это движение по окружности с постоянной скоростью.
• Центростремительное ускорение

  — это ускорение, которое должно иметь частица, чтобы двигаться по круговой траектории. Центростремительное ускорение всегда направлено к центру вращения и имеет величину

  .

• Неравномерное круговое движение возникает, когда существует тангенциальное ускорение объекта, выполняющего круговое движение, так что скорость объекта изменяется. Это ускорение называется тангенциальным ускорением.

  Величина тангенциального ускорения — это скорость изменения величины скорости во времени.Вектор тангенциального ускорения касается окружности, тогда как вектор центростремительного ускорения направлен радиально внутрь к центру окружности. Общее ускорение — это векторная сумма тангенциального и центростремительного ускорений.

• Объект, совершающий равномерное круговое движение, можно описать уравнениями движения. Вектор положения объекта

  , где A — величина

  .

  , который также является радиусом круга, и

  — угловая частота.

Концептуальные вопросы

Может ли центростремительное ускорение изменить скорость частицы, совершающей круговое движение?

Может ли тангенциальное ускорение изменить скорость частицы, совершающей круговое движение?

[show-answer q = ”fs-id116516

23 ″] Показать решение [/ show-answer]

[скрытый-ответ a = ”fs-id116516

23 ″]

да

[/ hidden-answer]

Проблемы

Маховик вращается со скоростью 30 об / с.Каков полный угол в радианах, на который точка на маховике поворачивается за 40 с?

Частица движется по кругу радиусом 10 м с постоянной скоростью 20 м / с. Какая величина ускорения?

[показывать-ответ q = ”fs-id1165168