Kaj je vztrajnost? Pomen besede "vztrajnosti". Vztrajnost togega telesa. Določitev vztrajnostnega momenta

Iz vsakdanje izkušnje bomo lahko potrdili naslednji sklep: hitrost in smer gibanja telesa, se lahko spremeni le v interakciji z drugim organom. To povzroča pojav vztrajnosti, ki smo razpravljali v tem članku.

Kaj je vztrajnost? Primer življenjske opažanja

Vzemimo primer, kjer je vsak organ v začetni fazi poskusa že v gibanju. Kasneje bomo videli, da je zmanjšanje hitrosti in ustaviti telo ne more potekati brez dovoljenja, saj je razlog za to je vpliv na njega drugega organa.

Verjetno imate več kot enkrat opazili, kako potniki, ki potujejo v javnem prometu, nenadoma nagniti med zaviranjem ali pritisnili na svoji strani na ostrem ovinku. Zakaj? nadalje razložiti. Ko je, na primer, športniki vodijo določeno razdaljo, so poskušali razviti največjo hitrost. Vožnja skozi ciljno črto, je že mogoče, in ne za vožnjo, vendar pa ne more končati kratko, zato športnik teče nekaj metrov, kar pomeni, opravlja prostem teku.

Iz zgornjih primerov je mogoče sklepati, da so vsi organi funkcijo obdržati hitrost in smer gibanja, ne da bi lahko hkrati jih takoj spremenite kasneje delovanje telesa. Domnevamo lahko, da je v odsotnosti zunanjih ukrepov telesa in ohraniti hitrost in smer gibanja, tako dolgo, kot želite. Torej, kaj je vztrajnost? Ta hitrost telo ohranjanje pojav v odsotnosti izpostavljenosti drugih organov.

Otvoritev vztrajnosti

Takšna lastnost teles odkrili, italijanski znanstvenik Galileo Galilei. Na podlagi njihovih poskusov in obrazložitve, je trdil: če telo ne reagira z drugimi organi, je v mirnem stanju, ali se premika enakomerno. Njegova odkritja vključeni v znanosti kot prava vztrajnosti, vendar podrobneje ga oblikoval René Descartes in Isaac Newton se že izvajajo v svojem sistemu zakonov.

Zanimivo dejstvo: vztrajnost, katerega opredelitev nas je pripeljala do Galileo, je štelo v antični Grčiji Aristotelu, vendar zaradi pomanjkanja razvoja znanosti, natančno besedilo ni bila dana. Prvi Newtonov zakon Se glasi: obstaja
referenčni okvir, v zvezi s katero je organ, ki premika vztrajno ohranja konstantno njegova hitrost, če to ne deluje, katero koli drugo telo. Formula vztrajnost v enem in povzeti odsoten, vendar pod dajemo veliko drugih formul razkrivajo njene značilnosti.

vztrajnost teles

Vsi vemo, da človeška hitrost, Avto, vlak, ladja ali druga telesa, postopoma povečuje, ko se začne premikati. Vsi ste videli začetek raket na televiziji ali vzletanje letal na letališču - se poveča hitrost ne zatika, ampak postopoma. Nadzor, kot tudi vsakodnevna praksa kaže, da imajo vsi organi skupno značilnost: hitrost gibanja teles v procesu njihove interakcije se postopoma spreminja, zato so morali spremeniti za nekaj časa. Ta funkcija telefona se imenuje vztrajnost.

Vse inertno telo, vendar ne vse enako vztrajnosti. Od dveh vzajemno organov bo višje v vrstnem redu, ki bo pridobila nižjo pospešek. Tako, na primer, ko je streljanje pištolo postane manj pospešek od vložka. Ko se medsebojno odboj od odraslih in otrok drsalec odrasla oseba prejme manjši pospešek od otroka. To kaže, da je vztrajnost odraslega več.

Za opredelitev vztrajnost organi so uvedli posebno vrednost - telesno težo, je običajno označena s črko m. Da bi lahko primerjali množice različnih organov, je treba maso koli od njih šteje enota. Njena izbira je lahko poljubna, vendar mora biti primerna za praktično uporabo. Enota SI mase je posebno sklicevanje iz trde zlitine platine in iridija. To je vsem nam dobro znano ime - kilograma. Treba je opozoriti, da je vztrajnost togega telesa 2 vrst: na translacijskih in vrtenja. V prvem primeru je merilo vztrajnosti je masa, v drugem - vztrajnostni moment, ki ga bomo razpravljali kasneje.

vztrajnostni moment

Tako imenovani skalarna fizikalna količina. Enota SI vztrajnostni moment je kg m². Splošna formula je, kot sledi:

tukaj m_i - je masa točk telesa, r_i - opozarja proč od telesa na os z v prostorski koordinatni sistem. V besedni razlagi lahko rečemo, da je vztrajnostni moment določena z vsoto produktov osnovne mase, pomnoženo s kvadratom razdalje v osnovni zbirki podatkov.

Še ena formulo, značilna določena vztrajnostni moment:

tukaj dm - element teža, r - Razdalja od elementa do dm-osi z. Ustno, lahko formuliramo kot: vztrajnostnim momentom masnih točk sistema, ali glede na pole telo (točka) - je algebraična vsota produktov mase pomembnih točkah, ki tvorijo telo, s kvadratom razdalje od 0 do pola.

Treba je omeniti, da obstajata 2 vrsti trenutkih vztrajnost - aksialni in centrifugalni. Na voljo je tudi taka stvar kot glavnih vztrajnostnih momentov (GMI) (glede na glavnih osi). Praviloma so vedno različni. Sedaj lahko izračunamo vztrajnostnih momentov za številne organe (valja, diska, krogle, stožca, krogle, in tako naprej.), Vendar ne bomo poglobili v izpopolnitev vseh formul.

referenčni sistem

Prvi zakon Newton ukvarjal z enotno premočrtno gibanje, ki ga je mogoče videti le v določeni referenčni okvir. Tudi približna analiza mehanske pojave To kaže, da je zakon o vztrajnosti ne izvaja v vseh referenčnih okvirov.

Razmislite preprost poskus: smo mu je ponudil gol na vodoravno ploščo v avtu in opazovati njegovo gibanje. Če bo vlak v stanju miru glede na Zemljo, nato pa žogo ostati miren, dokler ne bomo ukrepali na to kateri drug organ (npr strani). Zato je v referenčni sistem, ki je povezan z Zemljo, zakon vztrajnosti drži.

Predstavljajte si, da se bo vlak šel od Zemlje enakomerno in naravnost. Potem, v koordinatni sistem, ki je povezan z vlakom, bo žoga rešiti stanje duha, in tistega, ki je povezan z Zemljo, - stanje enotnega gibanja. Zato je zakon o vztrajnosti izvaja ne le v referenčni okvir, povezanih z zemljo, ampak tudi v vseh drugih gibljejo glede na Zemljo enakomerno in naravnost.

Zdaj pa si predstavljajte, da je vlak dvigne hitrost hitro ali nenadoma obrne (v vseh primerih, se pospešeno glede na Zemlji). Potem pa, kot prej, žoga ohranja enotna in premočrtna gibanja, ki je imel pred prekoračitev hitrosti vlaka. Vendar pa je v zvezi s kroglo vlak sam prihaja iz stanja miru, čeprav ni organ, ki bi ga izpeljati iz njega. To pomeni, da je zakon o vztrajnosti je v referenčni okvir, povezane s pospeševanjem glede vlaka na zemlji pokvarjen.

Tako je okvir, v katerem ste zakon inercije se imenujejo inercija. In tisti, ki se ne izvajajo, - brez inercije. definirati preprosto: če se telo giblje enakomerno v ravni črti (v nekaterih primerih - je umirjenost), nato inertsialnaya- sistema, če je neenakomerno gibanje - brez inercije.

vztrajnost sila

To je precej pomemben koncept, in tako poskušali čim bolj, da jih upošteva v podrobnosti. Tukaj je primer. Stojiš tiho v avtobusu. Nenadoma mu začne premikati in s tem pridobivanje pospešek. Boste pusto nazaj preteklost. Ampak zakaj? Kdo si potegnil? Z vidika opazovalca na Zemlji (Referenčni sistem inertna) ste še vedno v mestu, medtem ko je opravil prvo pravo Newton. Z vidika opazovalca stališča v avtobusu, začnete nazadujemo, kot da bi na podlagi katere koli sile. Dejstvo je, noge, ki so povezani s trenjem s tlemi avtobus, pojdi z njim, in ti,
izgubi ravnotežje, je moral pasti nazaj. Tako bi opisal gibanje telesa v ne-inercialni opazovalni sistem je potrebno uvesti in upoštevati dodatne sile, ki delujejo na delu telesa vezi s takšnim sistemom. Te sile so sile vztrajnosti.

Prosimo, upoštevajte, da so izmišljene, ker ni enoten organ ali polje, pod vplivom katere ste začel premikati v avtobusu. Newtonovi zakoni na vztrajnostnih sil ne uporabljajo, pa jih uporabljati skupaj z "pravi" sile nam omogoča opisovanje gibanja v poljubnih brez inercije referenčne sisteme, ki uporabljajo različna orodja. To je bistvo vhodnih sil vztrajnosti.

Torej, zdaj veste, kaj je vztrajnostni moment vztrajnosti in inercija referenčnih sistemih, vztrajnostnih sil. Gremo naprej.

Translacijskih sistemi gibanja

Denimo, da je neki organ v ne-inercialni opazovalni sistem giblje s pospeškom in₀ glede na inercialano silo deluje F. Za non-inercialano enačbo analogni drugi Newtonov zakon ima obliko:

kjer je in₀ - pospešek telesa z maso m, ki povzroča sila F v zvezi z ne-inercijskega sistema otscheta- F_іn - vztrajnost sila_. F sila na desni strani je "pravi" v smislu, da je nastala interakcija trdnih snovi odvisno samo od razlike koordinat in hitrosti o stiku pomembnih točkah, ki se ne spreminjajo iz enega okvira v drugega, ki se gibljejo premočrtno. Torej, to ne spremeni in sila F. je invariantna glede takega prehoda. Toda F_іn tam ne zaradi interakcije organov, vendar pa zaradi pospešenega gibanja referenčnega sistema, zaradi česar se spreminja na hiter prehod v drug sistem, zato je ni invariantna.

Centrifugalna sila vztrajnosti

Razmislite obnašanje teles v ne-inercialni opazovalni sistem. Oksi vrti glede na vztrajnostnih sistem pomeni, da prevzame Zemljo s konstantno kotno hitrostjo &omega-. Primer je sistem na sliki spodaj.

Nad kaže disk, kjer radialno fiksno palico in nosil modro žogo, "priložen" na elastično vrv os diska. Do disk vrti, se vrv ne deformirajo. Vendar, ko je Odmotavanje voziti žogo malo, da se raztezajo vrv, dokler elastične sile F_prim ne postane tako, da je produkt mase žoge m njegova običajna pospešek _n = -&omega-²R, da je F_prim = -m&omega-²R, kjer je R - je polmer kroga, ki opisuje žarnico med vrtenjem okoli sistema.

Če kotne hitrosti &omega- disk ostaja konstantna, nato pa žogo stop motion glede na os OX. V tem primeru razmeroma je oksi referenčni sistem je povezan z diskom, bo žogo v stanju miru. To je mogoče pojasniti z dejstvom, da je v tem sistemu, poleg moči F_sre, To deluje na kroglo vztrajnosti F_cf, ki je usmerjen vzdolž polmera od osi disk vrtenja. Jakost, ki imajo obliko, kot v formuli spodaj, ki se imenuje s centrifugalno silo vztrajnost. To se lahko zgodi samo v rotirajočih referenčnih okvirov.

Coriolisova sila

Izkazalo se je, da, ko so organi premikajo glede na rotirajoči referenčni okvir, ki jim, poleg centrifugalnih sil vztrajnosti, deluje še sila - so Coriolisova. Vedno je pravokotna na vektor hitrosti telesa V, kar pomeni, da ne opravlja nobenih del na telesu. Poudarjamo, da sama Coriolisova sila, kaže le, če se telo premika glede na ne-opazovalnih sistemih, ki izvaja rotacije. Njena formula je, kot sledi:

ker izrazom (V *&omega-) je vektorski produkt vektorjev, navedenih v oklepaju, potem je mogoče sklepati, da je smer Coriolisova sile določi pravila desni strani v zvezi z njimi. Njegova enota je:

Tu - je kot med vektorji v in &omega-.

Na koncu

Vztrajnost - to je neverjetno pojav, ki dnevno preganja vsako človeško bitje več stokrat, tudi če ne bomo opazili. Menimo, da je članek dal pomembne odgovore na vprašanja o tem, kaj je vztrajnost, da je moč in vztrajnostni momenti, ki so odkrili pojav vztrajnosti. Seveda, je bilo zanimivo.