Рассмотрим задачу, связанную с вращательным движением и знаками производных угловых величин.
Дано:
- \(\frac{d^2 \varphi}{dt^2}\) (угловое ускорение) и \(\frac{d \varphi}{dt}\) (угловая скорость) одного знака.
Что это означает?
- Если и угловая скорость, и угловое ускорение положительны, или оба отрицательны, то движение происходит в одном направлении с постоянным или изменяющимся по модулю параметром — при этом ускорение способствует увеличению (или убыванию) скорости в этом же направлении.
Рассмотрим ответные варианты:
"Скорость не меняется" —
Это неправда, если \(\frac{d^2 \varphi}{dt^2} \neq 0\). Значит, скорость должна меняться."Направления угловой скорости и углового ускорения противоположны" —
Это было бы верно, если бы \(\frac{d^2 \varphi}{dt^2}\) и \(\frac{d \varphi}{dt}\) имели разные знаки, т.е. ускорение уменьшает модуль скорости, делая её меньше. Но у нас наоборот — они одного знака."Скорость уменьшается по модулю" —
Это справедливо, если угловое ускорение противоположно направлению скорости (знаки разные). Но у нас оба знака совпадают."Скорость увеличивается по модулю" —
Так как и скорость, и ускорение одного знака, то ускорение способствует увеличению (или уменьшению) скорости в том же направлении, то есть модуль скорости возрастает.
Правильный ответ:
4. Скорость увеличивается по модулю
Если нужно более подробно — я готов(а) объяснить подробнее!