Глава V. Криволинейное движение

§ 110. Возникновение криволинейного движения

Мы видели, что в отсутствие сил тело движется прямолинейно (и равномерно); оно движется прямолинейно (но не равномерно) и тогда, когда направления силы и скорости совпадают либо противоположны, т. е. векторы  и  коллинеарны. Но если сила направлена под углом к скорости тела, то траектория движения тела искривляется. Криволинейно движется камень, брошенный под углом к горизонту (сила тяжести, направленная вертикально, не коллинеарна скорости тела), груз, вращающийся по кругу на веревке (сила натяжения веревки не коллинеарна скорости груза), планета, обращающаяся вокруг Солнца, Луна или искусственный спутник, обращающиеся вокруг Земли (сила тяготения, направленная к притягивающему телу, не коллинеарна скорости движущегося тела).

Рис. 171. Магнит искривляет траекторию катящегося стального шарика

Толкнем стальной шарик, лежащий на горизонтальном стекле. Так как в этом случае трение ничтожно, то после толчка шарик покатится по стеклу практически с неизменной скоростью, равномерно и прямолинейно. Расположим магнит так, чтобы один из его полюсов оказался вблизи продолжения траектории шарика, но не на самой траектории (рис. 171). Мы увидим, что, проходя мимо магнита, шарик будет двигаться криволинейно. Миновав магнит, шарик снова будет двигаться практически прямолинейно, не уже по другому направлению, чем первоначально. Сила, искривляющая путь шарика,— это сила притяжения, направленная от шарика к магниту. Сила магнитного притяжения быстро убывает с расстоянием, поэтому она оказывает заметное действие только вблизи от магнита.

В приведенных, примерах на тело действует сила, направленная под углом к направлению движения, и в результате действия этой силы траектория тела искривляется. Если бы сила была направлена вдоль траектории, то искривления траектории не получилось бы: так, при вертикальном бросании тела оно опишет прямолинейную вертикальную траекторию; если полюс магнита расположен на продолжении траектории шарика, то его траектория не искривится, и т. п.