от ежедневния опит можем да потвърдим следното заключение: скоростта и посоката на движение на тялото може да се променя само по време на неговото взаимодействие с друго тяло.Това води до феномена на инерцията, която обсъждаме в тази статия.
Какво е инерция?Пример за житейски наблюдения
разгледа делото, когато някой орган в началния етап на експеримента е вече в движение.По-късно ще видим, че намаляването на скоростта и спиране на тялото не може да се проведе без разрешение, тъй като причината за това е ефектът върху него на друг орган.
Вероятно имате повече от един път разглежда като пътниците, които пътуват в камион внезапно се облегне напред по време на спирането или пресован на страната в повратна точка.Защо така?Обяснете по-нататък.Когато, например, спортистите се движат на определено разстояние, те се опитват да се развие максималната скорост.Преминаващ през финалната линия, може да не се наложи да тичам, но не можете да спрете кратко, и затова спортиста работи на няколко метра, а именно извършване до бряг.
От горните примери, можем да заключим, че всички органи имат функция, за да се запази скоростта и посоката на движение, без да може в същото време, веднага ги промените по-късно действие на едно тяло.Можем да предположим, че в отсъствието на външни действия ще се запази тялото и скоростта и посоката на движение, стига да искате.И така, какво е инерция?Това явление спести скоростта на тялото при липса на излагане на други органи.
Откриване инерцията
Това свойство на телата открил италианския учен Галилео Галилей.Въз основа на своите експерименти и разсъждения, той твърди: ако тялото не реагира с други органи, то е било в състояние на покой или се движи равномерно.Неговите открития са влезли в наука като закон за инерцията, но по-подробно Рене Декарт го формулира, а дори и сър Исак Нютон е въведен в нейната правна система.
Интересен факт: инерцията, която ни доведе до определянето на Galileo, е смятан в древна Гърция Аристотел, но поради липсата на развитие на науката, точната формулировка не е дадено.Първият закон на Нютон гласи: има
референтна рамка по отношение на които органът, който се движи напред, скоростта остава постоянна, ако тя не работи, някой друг орган.Формулата на инерцията в същата обща форма и не, но по-долу ви представяме набор от други формули, разкривайки това, което предлага.
Инерционни органи
Ние всички знаем, че скоростта на лице, кола, влак, кораб или други органи, повишава постепенно, когато започнат да се движат.Всички сте видял старта на ракети по телевизията или излитане на самолети на летището - те увеличават скоростта не е пастърма, но постепенно.Наблюдения и ежедневната практика казват, че всички органи, имат една обща черта: скоростта на движение на телата в процеса на тяхното взаимодействие се променя постепенно и затова те трябва да се промени за известно време.Тази функция се нарича инерцията на телата.
Всички инертен тяло, но не на всички същия инерция.От двете взаимодействащи органи, то ще бъде по-висока в реда, който ще придобият по-малък ускорение.Така например, ако използват оръжието става по-малко ускорение от патрона.Когато взаимното отблъскване на кънкьор на възрастен и дете възрастен получава по-малко ускорение от детето.Това показва, че по-голяма инертност възрастен.
за характеризиране на инерцията на органи са въвели специална стойност - масата на тялото, обикновено е обозначен с м .За да бъде в състояние да сравни масата на различни органи, масата на всеки от тях трябва да се разглежда като единица.Нейният избор може да бъде произволно, но тя трябва да бъде удобен за практическо използване.Единица тегло на SI има специална справка направена от твърд сплав на платина и иридий.Тя носи името ние всички знаем - кг.Следва да се отбележи, че инерцията на твърдото тяло има два вида: за и въртеливи.В първия случай е мярка за инертността на масата, а във втория - инерционният момент, които ние ще обсъдим по-късно.
Inertia
Така наречена скаларна физична величина.Единицата за инерционен момент SI е кг * m2 .Обобщена формула е:
Има миля - маса от точки на тялото, р аз - разстоянието от точките на тялото, за да ос Z на в пространствената координатна система.Вербалното тълкуване може да се каже така: инерционният момент се определя от сбора на продукти от елементарна масата, умножена по квадрата на разстоянието от основния набор.
Има и друга формула, се характеризира с известна инерция:
Има дм - масово елемент, R - разстоянието от елемент DM да ос Z на.Вербалната може да се формулира по следния начин: инерционният момент на системата от материални точки, или по отношение на пол-тяло (точка) - е алгебричната сума на продукта от масите на материални точки, съставящи тялото, на квадрата на разстоянието им до полюса 0.
Заслужава да се отбележи, че има два вида инерционни моменти - аксиалнаи центробежни.Има и такова нещо като основни моменти на инерция (ГМД) (по отношение на основните оси).Като правило, те винаги са различни.Сега можем да се изчисли моменти на инерция в продължение на много органи (цилиндър, дискове, сфера, конус, сфера, и така нататък.), Но няма да навлизам в изясняване на всички формули.Референтни системи
Първият закон на Нютон разгледани еднаквото праволинейно движение, което може да се види само в определена референтна рамка.Дори приблизителна анализ на механични явления показва, че законът за инерцията се извършва не във всички референтни рамки.
Помислете за един прост експеримент: да вкара топката на хоризонтална маса в колата и да гледам движенията му.Ако влакът е в състояние на съзнанието по отношение на Земята и топката поддържаш спокойно, докато ние не се произнесат по него всеки друг орган (например ръка).Ето защо, в координатна система, която е свързана със Земята, законът на инерцията се извършва.
Представете си, че влакът ще отидат спрямо Земята равномерно и прав.След това, в координатна система, която е свързана с влака, топката ще спестите състоянието на съзнанието, и този, който е свързан със Земята - състоянието на единна и праволинейно движение.Затова законът за инерцията се извършва не само в рамките на референтния свързано със Земята, но и във всички други движещи се спрямо Земята равномерно и прав.
Сега си представете, че влакът набира скорост бързо или внезапно се превръща (във всички случаи, тя се движи с ускорение спрямо земята).Тогава, както и преди, топката поддържа единна и праволинейно движение, което той имаше преди ускоряване на влака.Въпреки това, по отношение на топка влака се излиза от състояние на покой, въпреки че не органи, които са го изтеглят от него.Това означава, че в референтната рамка, свързана с ускоряването на влака по отношение на земята, правото на инерцията е счупен.
Така, системата за справка, в която законът за инерцията се нарича инерциална.Тези, които не се извършва - не инерционни.Ги идентифицират просто: ако тялото се движи равномерно по права линия (в някои случаи - е спокоен), инертната система;ако неравномерно движение - неинерциални.
Inertia
Това е доста понятие за мулти-ценен и затова ще се опитам възможно най-много, за да го разгледа по-подробно.Ето един пример.Можете спокойно стои в автобуса.Изведнъж той започва да се движи, и по този начин набира ускорение.Ще се облегнете назад миналото.Но защо?Кой си ти дърпа?От гледна точка на наблюдател на Земята (инерциална координатна система) от вас ще останат по местата, същевременно да отговарят на първия закон на Нютон.От гледна точка на наблюдател в автобуса на, да започнете да връщаме назад, сякаш от всяка сила.В действителност, краката си, които са свързани от триенето с пода на автобуса, давай напред с него, и вие,
губи равновесие, трябваше да падне обратно.По този начин, за да се опише движението на тялото в не-инерциална референтна рамка, и да вземе предвид необходимостта от въвеждане на допълнителни сили, които действат от страна на връзките на тялото с такава система.Тази сила е силата на инерцията.
Трябва да се отбележи, че те са били фиктивни, защото няма единен орган или област под влияние на която сте започнали да се движат на автобуса.Законите на Нютон за силите на инерция не се прилагат, обаче, да ги използвате заедно с "истински" сили дава да се опише движението в не-инерционни еталонни системи на произволни, използващи различни инструменти.Това е целият смисъл на входящите сили на инерцията.
Така че сега вие знаете какво инерция, инерционен момент и инерционни системи, инерционните сили.Ние продължиш напред.
системи постъпателно движение
Да предположим, че някой орган по не-инерциална отправна система се движи с ускорение a0 инерционна сила действа F. За неинерциални уравнение аналог втори закон на Нютон има формата:
Къде a0 - е ускорение на тяло с маса м , която се причинява от сила F по отношение на не-инерциална референтна рамка;Fіn - силата на инерцията.The F сила от дясната страна е "истински", в смисъл, че тя е в резултат на взаимодействието на телата, в зависимост само от разликата на координатите и скоростите на взаимодействие материални точки, които не се променят от един кадър в друг, движейки се постоянно.Следователно, не се променя и силата F. е инвариантен по отношение на прехода.Но Fіn не възниква поради взаимодействието на телата, но поради бързото движение на референтната рамка, поради което тя се променя при ускорена преход към друга система, така че не е инвариант.
центробежна сила на инерцията
разгледа поведението на органите по не-инерциална референтна рамка.XOY върти спрямо инерциална система, означава приемем Земята при постоянна ъглова скорост ω.Един пример е системата на фигурата по-долу.
-горе показва, че устройството, където радиално монтирани пръта и облечен в синьо мънисто, "обвързан" на оста на диска еластична въжето.Докато устройството не се върти, въжето не се деформира.Въпреки това, развиване диск топката малко участък въже нагоре, докато еластичната сила favg не е такъв, че е равно на теглото на топката м своето нормално ускорение Apt = -ω2R, т.е. favg = -mω2R , където R - е радиусът на окръжността, която се описва по време на въртенето на топката в системата.
Ако ъглова скорост ω диск остава постоянна, тогава топката ще спре движение спрямо вола ос.В този случай, в сравнение с XOY конструкция, което е свързано с диска, топката ще бъде в състояние на спокойствие.Това се обяснява с факта, че в тази система, в допълнение към сила favg, топка на силата на инерция FCF , която е насочена по радиус от оста на въртене на диска.Silanes с форма като във формулата, показана по-долу, наречен центробежната сила на инерция.Това може да стане само в ротационен рамката.
Кориолис сила Оказва се, че когато телата се движат относително въртящи референтни рамки за тях, в допълнение към центробежната сила на инерцията действа друга сила - на Кориолис.Той винаги е перпендикулярна на вектора на скоростта на тялото V на, което означава, че той не извършва никаква работа върху тялото.Подчертаваме, че силата на Кориолис се проявява само когато тялото се движи по отношение на не-инерциална координатна система, която извършва ротацията.Неговата формула е както следва:
Тъй като израз (V * ω) е вектор продукт на вектори в скоби, може да се заключи, че посоката на силата на Кориолис се определя от правилото по отношение на тях. Неговата единица е:
Има Ө - е ъгълът между векторите V и ω .
В заключение
инерция - това е удивително явление, което всеки ден всеки човек преследва по сто пъти, въпреки че ние не го забележите.Ние смятаме, че статията ви е дал отговорите на важни въпроси за това какво инерцията на каква сила и инерционни моменти, който открива явлението инерция. сигурни, че се чудите.
