Momento de inercio. Iuj detaloj Solid Mechanics

Unu el la bazaj fizikaj principoj de interago de solidoj estas la leĝo de inercio, formulita de la granda Isaakom Nyutonom. Kun ĉi tiu koncepto ni alfronti preskaŭ la tutan tempon, ĉar ĝi havas tre grandan influon sur ĉiuj materiaj aferoj de tiu ĉi mondo, inkluzive de la homo. Siavice, tia fizika kvanto, kiel la momenton de inercio, estas forte ligata kun la supre menciitaj leĝo, por determini la forton kaj daŭro de lia efekto sur la solidoj.

El la vidpunkto de materialo mekaniko, ĉiu objekto povas esti priskribita kiel senŝanĝa kaj klare strukturita (idealigita) sistemo de punktoj, la reciproka distanco inter kiuj ne estas ŝanĝita laŭ la karaktero de sia moviĝo. Tiu aliro ebligas kalkuli precize per specialaj formuloj inerteco substance ĉiuj solidoj. Alia interesa nuancon estas, ke ĉiu kompleksa kiu havas la plej komplikaj pado, la movado povas esti prezentita kiel aro de simplaj movadoj en spaco: turna kaj traduka. Estas ankaŭ multe pli facile vivo fizikistoj en la ŝtono de la fizika valoro.

Kompreni kion estas la momento de inercio kaj kio estas ĝia influo sur la mondo ĉirkaŭ ni estas plej facila ekzemple abrupta ŝanĝo rapido de la pasaĝero veturilo (bremsita). En ĉi tiu kazo, la krurojn starante pasaĝero frotado sur la planko por allogos. Sed samtempe sur iu ajn efiko ne reproduktebla korpo kaj la kapo, por ke ili iom da tempo daŭre movi kun la sama antaŭdeterminita rapido. Rezulte, la pasaĝero kurbiĝas antaŭen aŭ fali. Alivorte, la momento de inercio de la kruro, estingis per frotado kontraŭ la plankon, estos konsiderinde malpli ol la aliaj punktoj de la korpo. La kontraŭa padrono estas observita kun akra pliigo en la rapido de la buso aŭ la tramo aŭto.

La momento de inercio povas esti difinita kiel la fizika kvanto, egala al la sumo de produktoj de elementa masoj (tiuj individuaj Solida punktoj) de la kvadrato de ilia distanco de la akso de rotacio. De tiu difino sekvas ke tiu trajto estas alsuma kvanto. Simple dirite, la materialo korpo momento de inercio egalas al la sumo de siaj partoj similaj parametroj: J = J ₁ + J ₂ + J + ₃ ...

La indikilo por la korpoj de kompleksa geometrio, estas eksperimente determinitaj. Ni devas konsideri tro multaj malsamaj fizikaj parametroj inkluzive de la denseco de la objekto, kiu eble estas ne unuforma en liaj malsamaj lokoj, kreante la nomita maso diferenco en la malsamaj segmentoj de la korpo. Laŭe, normo formuloj ne taŭgas. Ekzemple, la momento de inercio de la ringo kun certa radiuso kaj uniformo denseco, havanta rotacia akso kiu pasas tra ĝia centro, povas esti kalkulita uzante la sekva formulo: J = ro ^2. Sed tiamaniere ne funkcios por kalkuli tiun valoron por enpaki, ĉiuj partoj de kiuj estas faritaj de malsamaj materialoj.

Momento de inercio de solida sfero kaj homogena strukturo povas esti kalkulita per formulo: J = 2 / 5mR ^2. En la ŝtono de la indekso por la korpoj relative al la du paralelaj turnajn aksojn en la formulo kroman parametron - la distanco inter la aksoj, signifis per la letero al. La dua akso de rotacio estas signitaj per la litero L. Ekzemple, la formulo povas preni la sekva formo: J = L + ma ^2.

Zorga eksperimentoj sur inercia moviĝo de korpoj kaj lia interago estis unue farita de Galileo en la kruciĝo de la deksesa kaj deksepa jarcentoj. Ili permesis la granda sciencisto, estis antaŭ sia tempo, por establi la baza leĝo de la konservado de la fizikaj korpoj de la stato de ripozo aŭ rectilínea moviĝo relative al la tero, for de la ekspozicio al aliaj korpoj. La leĝo de inercio estas la unua paŝo en establado de la bazaj fizikaj principoj de mekaniko, dum ankoraŭ tre malpreciza, malklara kaj malpreciza. Neŭtono poste formuli la ĝeneralaj leĝoj de moviĝo de korpoj, inkludita en ilia nombro kaj la leĝo de inercio.