Формула центростремительного ускорения
Формула центростремительного ускорения: a_ц = (v^2)/R = ω^2 R. Здесь a_ц — ускорение, м/с²; v — скорость, м/с; R — радиус окружности, м; ω — угловая скорость, рад/с. Направлено к центру окружности.
Формула центростремительного ускорения a = v²/R: величины
| Величина | Обозначение | Единица СИ | Как найти |
|---|---|---|---|
| Центростремительное ускорение | a_ц | м/с² | a_ц = (v^2)/R |
| Линейная скорость | v | м/с | v = √(a_ц R) |
| Радиус окружности | R | м | R = (v^2)/(a_ц) |
| Угловая скорость | ω | рад/с | ω = √((a_ц)/R) |
| Период обращения | T | с | T = 2π√(R/(a_ц)) |
Ускорение называют также нормальным: оно перпендикулярно скорости и меняет только её направление, а не модуль. Ускорение при разгоне и торможении — в таблице формула ускорения, сила, которая его создаёт, — по второму закону Ньютона.
Сможешь без таблицы? 3 вопроса
Центростремительное ускорение: от простых к трудным. Расчёт через скорость и угловую скорость, направление и сила при повороте.
Контрольная по этой теме скоро?
10 заданий и шпаргалка: Миша соберёт прогон по теме и карточки на утро.
В 10–11 классе? Это задание 1 ЕГЭ
«Школьный» на 30 дней — 199 ₽: тетради для печати, тренажёры по темам, ОГЭ и ВПР. Оформить «Школьный»
Учителю: собрание и памятка для родителей
Презентация к родительскому собранию и памятка, как готовиться к контрольным и экзаменам.
Родителю: как помочь с подготовкой
Что спросить у ребёнка, сколько заниматься и как видеть прогресс без лишнего контроля.

Как пользоваться формулой центростремительного ускорения?
Центростремительное ускорение при движении по окружности находят по формуле a = v^2/R. Здесь a — ускорение в м/с², v — скорость в м/с, R — радиус окружности в метрах. Через угловую скорость a = ω^2 R, через период a = 4π^2 R/T^2. Ускорение направлено к центру окружности. Ниже — все формулы, примеры и задачи.
Скачать PDFА4, 1 лист, 205 КБ: таблица для печати и QR-код на эту страницуПолучить в TelegramПришлю эту таблицу в PDF — и, если захочешь, напомню повторить через 3 дня10 карточек из таблицы: Миша спросит их снова, когда начнут забываться. Без регистрацииТекст со ссылкой на таблицу и 3 вопроса — для чата класса
Все формулы движения по окружности
Такой формулы нет. Попробуйте: период, частота, угловая, сила, поворот, мост.
| Что | Формула | Пояснение |
|---|---|---|
| Через линейную скорость | a_ц = (v^2)/R | основная формула |
| Через угловую скорость | a_ц = ω^2 R = ωv | ω — рад/с |
| Через период обращения | a_ц = (4π^2 R)/(T^2) | T — время одного оборота |
| Через частоту обращения | a_ц = 4π^2 ν^2 R | ν — число оборотов в секунду |
| Связь линейной и угловой скорости | v = ωR = 2πR/T | |
| Угловая скорость | ω = 2π/T = 2πν | |
| Центростремительная сила (равнодействующая) | F = (mv^2)/R | второй закон Ньютона для движения по окружности |
| Наибольшая скорость на повороте | v_max = √(μgR) | поворот на горизонтальной дороге за счёт трения |
| Вес на выпуклом мосту | P = m(g − (v^2)/R) | в верхней точке; на вогнутом — m(g + v^2/R) |
| Первая космическая скорость | v = √(gR) | движение по круговой орбите у поверхности планеты |
Что такое центростремительное ускорение?
Ускорение — изменение вектора скорости, а при движении по окружности меняется направление скорости, даже если её модуль постоянен. Это изменение направлено к центру, поэтому ускорение называют центростремительным. Чем быстрее тело и чем круче поворот (меньше радиус), тем больше ускорение.
Такое ускорение создаёт какая-то реальная сила: натяжение нити у камня на верёвке, трение шин у автомобиля на повороте, притяжение Земли у спутника. Отдельной «центростремительной силы» среди них нет — это роль, которую играет равнодействующая.
Как выразить скорость, радиус и период?
Из a = v^2/R: скорость v = √(aR), радиус R = v^2/a. Из a = 4π^2 R/T^2: период T = 2π√(R/a). Пример: при каком радиусе поворота ускорение автомобиля на скорости 20 м/с будет 5 м/с²? R = 400 / 5 = 80 м.
Примеры задач на центростремительное ускорение
Пример 1. Поезд идёт по закруглению радиусом 800 м со скоростью 72 км/ч = 20 м/с. a = 400 / 800 = 0,5 м/с².
Пример 2. Карусель радиусом 5 м делает оборот за 10 с. a = 4π^2 R/T^2 ≈ 4 · 9,87 · 5 / 100 ≈ 2 м/с².
Пример 3. Точка на ободе колеса радиусом 0,3 м вращается с угловой скоростью 10 рад/с. a = ω^2 R = 100 · 0,3 = 30 м/с², скорость точки v = ωR = 3 м/с.
Какие ошибки делают в задачах на движение по окружности?
- Считают, что при постоянной скорости ускорение равно нулю.
- Подставляют диаметр вместо радиуса.
- Путают частоту ν и угловую скорость ω: ω = 2πν.
- Рисуют на чертеже отдельную «центростремительную силу» рядом с тяжестью, трением и натяжением — это ошибка, она и есть их равнодействующая.
В каком классе проходят центростремительное ускорение?
Движение по окружности с постоянной по модулю скоростью и формулу a = v^2/R проходят в 9 классе, там же — движение спутников. В 10 классе добавляют угловую скорость, период и частоту обращения. На ЕГЭ это задание 1, а динамику движения по окружности — поворот, мост, орбиту — проверяют задания 2, 5 и 22.
Задача ЕГЭ по этой таблице
Задание 5 ЕГЭ по физике. Скорость постоянна по модулю, но меняет направление — значит, ускорение есть и направлено к центру дуги: a = v^{2}/R. Его создаёт сила трения покоя шин о дорогу.
-
Задание 5 ЕГЭ
Автомобиль движется с постоянной по модулю скоростью по горизонтальному участку дороги, представляющему собой дугу окружности. Из приведённого ниже списка выберите все верные утверждения. 1) Вектор скорости автомобиля в каждой точке направлен по касательной к траектории. 2) Ускорение автомобиля направлено к центру окружности. 3) Равнодействующая сил, приложенных к автомобилю, направлена вдоль вектора его скорости. 4) Поскольку модуль скорости не меняется, ускорение автомобиля равно нулю. 5) Сила, с которой автомобиль действует на дорогу, и сила, с которой дорога действует на автомобиль, равны по модулю и противоположны по направлению. Запишите цифры всех верных утверждений без пробелов, запятых и других дополнительных символов. Порядок цифр не имеет значения.
Показать ответ
Задания не загрузились. Обновите страницу или откройте тренажёр.
Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое: решить сегодняшнее · напоминание в Telegram раз в день
Как это спрашивают на ЕГЭ и ОГЭ?
Центростремительное ускорение находят в задании 1 ЕГЭ. Силы при движении по окружности — задания 2 и 5, а в задаче 22 это движение комбинируют с законом сохранения энергии.
- Задание 1 ЕГЭ: кинематикаЦентростремительное ускорение, угловая скорость, период обращения.
- Задание 2 ЕГЭ: динамикаСила, удерживающая тело на окружности; спутники.
- Задание 5 ЕГЭ: механика, верные утвержденияКуда направлены ускорение и равнодействующая на повороте.
- Задание 22 ЕГЭ: расчётная задача по механикеТело на нити или в мёртвой петле: сохранение энергии и a = v^2/R.
Теория по теме:
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Вопросы и ответы
Куда направлено центростремительное ускорение?
К центру окружности, по радиусу, перпендикулярно скорости. Отсюда и название: «стремящееся к центру».
Как найти центростремительное ускорение через период?
По формуле a = 4π^2 R/T^2, где T — время одного оборота. Если известна частота ν, то a = 4π^2 ν^2 R.
Как найти центростремительное ускорение через угловую скорость?
a = ω^2 R. Например, при ω = 2 рад/с и R = 3 м ускорение 12 м/с².
Чем центростремительное ускорение отличается от центробежной силы?
Центростремительное ускорение реально и направлено к центру. «Центробежную силу» вводят только в системе отсчёта, которая сама вращается; в школьных задачах решают в неподвижной системе, где такой силы нет.
Источники
- Физика. 9 класс: учебник А. В. Перышкина, Е. М. Гутник (М.: Просвещение) — движение тела по окружности с постоянной по модулю скоростью, искусственные спутники
- Физика. 10 класс: учебник Г. Я. Мякишева, Б. Б. Буховцева, Н. Н. Сотского (М.: Просвещение) — кинематика движения по окружности, угловая скорость
- ФИПИ: кодификатор и спецификация ЕГЭ по физике — кинематика и динамика движения по окружности; задания 1, 2, 5 и 22