Moment bezwładności. Niektóre szczegóły mechaniki ciała stałego

Jednym z podstawowych właściwości fizycznych zasad współdziałania ciał stałych jest prawo bezwładności, sformułowaną jeszcze wielkim Izaakiem Newtonem. Z tym pojęciem mamy do czynienia praktycznie stale, tak jak to ma bardzo duży wpływ na wszystkie istotne elementy naszego świata, w tym i na człowieka. Z kolei taka wielkość fizyczna, jak moment bezwładności, jest nierozerwalnie związana z ww. ustawą, aby określić siłę i długość jego oddziaływania na ciała stałe.

Z punktu widzenia mechaniki każdy materialny obiekt można opisać jako trwałą i wyraźnie wciętej (идеализированную) system punktów, wzajemne odległości między którymi nie zmieniają się w zależności od charakteru ich ruchu. Takie podejście pozwala dokładnie obliczyć na podstawie specjalnych wzorów moment bezwładności praktycznie wszystkich ciał stałych. Jeszcze jeden ciekawy niuans jest to, że każde złożone, która ma najbardziej skomplikowaną trajektorię, ruch można przedstawić jako zbiór prostych ruchów w przestrzeni, ruchu obrotowego i postępowego. To też znacznie ułatwia życie fizykom podczas obliczania tej wielkości fizycznej.

Zrozumieć, że to jest moment bezwładności i jaki jest jego wpływ na otaczający nas świat, najłatwiej na przykładzie nagłej zmiany prędkości pasażerów pojazdu (hamowania). W tym przypadku nogi stojącego pasażera tarcia o podłogę przyciągają za sobą. Ale przy tym na tułów i głowę ma wpływ miały nie będzie, wskutek czego są one przez jakiś czas będą kontynuować ruch z tą sama prędkością zadaną. W końcu pasażer наклонится do przodu lub spadnie. Innymi słowy, moment bezwładności nóg, wygaszoną siłą tarcia o podłogę, będzie znacznie mniej niż w pozostałych punktów ciała. Druga obraz będzie wystąpić przy gwałtownym wzrostem prędkości autobusowego lub tramwajowego wagonu.

Bardziej:

Główne etapy rozwoju psychiki w филогенезе

Rozwój psychiki w филогенезе charakteryzuje się kilkoma etapami. Rozważmy dwie główne historie związane z tym procesem.Филогенез - to historyczny rozwój, obejmującego miliony lat ewolucji, historię rozwoju różnych gatunków organizmów żywych.Ontogenez...

Co to jest gronkowiec i metody jego leczenia

Wielu w swoim życiu miał do czynienia z zakażeniem gronkowca. Dlatego konieczne jest posiadanie pełnej informacji o tej chorobie, aby w pełni zrozumieć, co dzieje się w organizmie. Więc co to jest gronkowiec? To bakterie, lub jedną z ich odmian, z kt...

Co studiuje morfologia

 Przed podjęciem się, że studiuje morfologia, należy zauważyć, że sam studiuje ten dział gramatyki. Tak, morfologia studiuje słowo jako część mowy, a także sposoby jego edukacji, jego formy, struktury i gramatyki wartości, a także poszczególne j...

Moment bezwładności można sformułować zarówno fizyczną wartość, równą dzieł elementarnych mas (tych poszczególnych punktów ciała stałego) do kwadratu ich odległości od osi obrotu. Z tej definicji wynika, że ta charakterystyka jest wielkością addytywną. Mówiąc prościej, moment bezwładności ciała materialnego jest równy sumie podobnych wskaźników jego części: J = J₁ + J₂ + J₃ + …

Wskaźnik Ten dla ciał skomplikowanej geometrii znajduje się doświadczalnie. Trzeba wziąć pod uwagę zbyt wiele różnych parametrów fizycznych, w tym gęstość obiektu, który może być zmienny w różnych jego punktach, co tworzy tzw. różnicę mas w różnych segmentach ciała. Odpowiednio, i standardowe formuły tu nie pasują. Na przykład, moment bezwładności pierścienia z określonym promieniu i jednorodnej gęstości, który ma oś obrotu, która przechodzi przez jego środek, można obliczyć według następującego wzoru: J = mR². Ale w ten sposób nie da się obliczyć tę wartość do obręczy, wszystkie części którego wykonane są z różnych materiałów.

A moment bezwładności kuli ciągłej i jednorodnej struktury można obliczyć według wzoru: J = 2/5mR². Przy obliczaniu tego wskaźnika dla obiektów wokół dwóch równoległych osi obrotu w formułę wprowadza się dodatkowy parametr ó odległość między osiami, oznaczonego literą a. Druga oś obrotu oznaczone przy tym literą L. na Przykład, formuła może mieć następującą postać: J = L + ma².

Dokładne doświadczenia uczących się bezwładnościowego ruchu ciał i charakteru ich oddziaływania po raz pierwszy zostały wyprodukowane Galileo przez galileusza na przełomie xvi i xvii wieku. Pozwolili wielkiemu naukowcowi, опередившему swój czas, ustawić główny ustawa o utrzymaniu fizycznymi ciałami stanu spoczynku lub ruchu prostoliniowego względem Ziemi, przy braku wpływu na nich innych ciał. Prawo bezwładności stał się pierwszym krokiem w tworzeniu podstawowych właściwości fizycznych zasad mechaniki, w tym czasie jeszcze zupełnie смутных, niejasne i niejasnych. Następnie Newton, formułując ogólne prawa ruchu ciał, włączył się w ich liczba i prawo bezwładności.