Fra dagligdags erfaringer, vi kan bekræfte følgende konklusion: hastigheden og retningen af bevægelse af kroppen kan kun ændres under dens interaktion med et andet organ.Dette giver anledning til fænomenet inerti, som vi diskuterer i denne artikel.
Hvad er inerti?Eksempel på liv observationer
overveje tilfældet, når nogle organ i den indledende fase af forsøget allerede er i bevægelse.Senere vil vi se, at reduktionen af hastigheden og stoppe kroppen kan ikke finde sted uden tilladelse, fordi begrundelsen for det er den effekt på ham i en anden krop.
Du har sikkert mere end en gang set som de passagerer, der rejser i lastbil pludselig læner sig frem under bremsning eller presses til siden ved vendepunktet.Hvorfor det?Forklar yderligere.Når for eksempel atleter køre en vis afstand, forsøger de at udvikle den maksimale hastighed.Løber gennem målstregen, kan du ikke nødt til at køre, men du kan ikke stoppe kort, og derfor atlet kører et par meter, det er, at forpligte sig til kysten.
Fra ovenstående eksempler, kan vi konkludere, at alle organer har en funktion til at holde hastigheden og retningen af bevægelse, uden at kunne samtidig øjeblikkeligt ændre dem senere handling af et legeme.Vi kan antage, at i mangel af foranstaltninger udadtil vil holde kroppen og hastigheden og retningen af bevægelsen, så længe du ønsker.Så hvad er inerti?Dette fænomen gemme hastigheden af legemet i fravær af eksponering for andre organer.
Åbning inerti
Denne egenskab af organer opdagede den italienske videnskabsmand Galileo Galilei.Baseret på deres eksperimenter og ræsonnement, argumenterede han: hvis kroppen ikke reagerer med andre organer, er det enten i en tilstand af ro eller bevæger sig ensartet.Hans opdagelser har indgået en videnskab som loven af inerti, men nærmere Rene Descartes formulerede det, og selv Sir Isaac Newton har indført i sit retssystem.
Interessant faktum: inerti, der har ført os til definitionen af Galileo, blev behandlet i det antikke Grækenland Aristoteles, men på grund af den manglende udvikling af videnskab, har den nøjagtige ordlyd ikke er blevet givet.Newtons første lov siger: der er
referenceramme med hensyn til hvilke det organ, som bevæger sig fremad, hastigheden forbliver konstant, hvis det ikke fungerer noget andet organ.Formlen for inerti i den samme generelle form og nej, men under vi præsenterer et sæt af andre formler, afslører dens funktioner.
Inerti organer
Vi ved alle, at hastigheden på en person, bil, tog, skib eller andre organer øges gradvist, når de begynder at bevæge sig.Alle jer har set lanceringen af missiler på tv eller tage ud af fly i lufthavnen - de øger hastigheden er ikke rykvis, men gradvist.Observationer og daglig praksis sige, at alle organer har et fælles træk: hastigheden af bevægelsen af organer i processen med deres samspil er gradvist ved at ændre, og derfor er de nødt til at ændre i et stykke tid.Denne funktion kaldes inerti organer.
All inaktiv krop, men slet ikke i samme inerti.Af de to interagerende organer, vil det være højere i den rækkefølge, som vil erhverve en mindre acceleration.Så for eksempel, når der fyres med pistolen bliver mindre acceleration end patronen.Når den gensidige frastødning af den voksne voksen og barn skater modtager mindre acceleration end barnet.Dette indikerer, at større indifferenthed voksen.
At karakterisere inerti organer har indført særlig værdi - massen af kroppen, er det normalt betegnes med m .For at kunne sammenligne massen af forskellige organer, bør massen af nogen af dem blive betragtet som en enhed.Hendes valg kan være vilkårlig, men det skal være bekvemt for praktisk anvendelse.SI-enheden vægt har en særlig henvisning af en hård legering af platin og iridium.Hun bærer et navn, vi alle kender - kilogram.Det skal bemærkes, at inertien af det faste legeme der 2 typer: det translationelle og roterende.I det første tilfælde er et mål for inertien af massen i den anden - inertimoment, som vi vil diskutere senere.
Inertia
Såkaldte skalar fysisk størrelse.SI-enheden for inertimoment er kg * m2 .En generaliseret formel er:
Der mi - en masse af punkter i kroppen, r i - afstanden fra de punkter i kroppen til aksen z i den rumlige koordinatsystem.Den verbale fortolkning kan sige dette: inertimomentet bestemmes af summen af produkter af elementære masse ganget med kvadratet af afstanden fra basen sæt.
Der er en anden formel, præget af en vis træghed:
Der dm - masse element, r - afstanden fra elementet dm til aksen z .Verbal kan formuleres som følger: inertimoment af systemet med væsentlige punkter, eller i forhold til polen krop (punkt) - er den algebraiske sum af produktet af masserne af væsentlige punkter, der udgør kroppen, kvadratet på deres afstand til stangen 0.
Det er værd at nævne, at der er to slags inertimomenter - aksialog centrifugal.Der er også sådan noget som de vigtigste inertimomenter (GMI) (med hensyn til hovedaksen).Som regel er de altid forskellige.Nu kan vi beregne inertimomenter for mange organer (cylinder, skive, kugle, kegle, kugle, og så videre.), Men vil ikke gå ind i at klarlægge alle formler.
referencesystemer
Det første Newtons lov behandlet ensartet retliniet bevægelse, som kan ses kun i en bestemt referenceramme.Selv omtrentlige analyse af mekaniske fænomener viser, at loven om inerti udføres ikke i alle referencerammer.
Betragt et simpelt eksperiment: sætte bolden på et vandret bord i bilen og se hans bevægelser.Hvis toget er i en tilstand i sindet med hensyn til Jorden, og bolden holder stille, så længe vi ikke handler på det ethvert andet organ (f.eks hånd).Derfor, i referencesystem, der er forbundet med Jorden, er loven i inerti udført.
Forestil dig, at toget vil gå i forhold til Jorden jævnt og lige.Så i et referencesystem, der er forbundet med tog, vil bolden gemme sindstilstand, og en, der er forbundet med Jorden - tilstanden af ensartede og retlinede bevægelse.Derfor er loven i inerti udføres ikke kun i referencerammen er forbundet med jorden, men også i alle andre bevæger sig i forhold til Jorden jævnt og lige.
Forestil dig nu, at toget opfanger hastighed hurtigt eller pludseligt slår (i alle tilfælde, den bevæger sig med acceleration i forhold til jorden).Så, som før, bolden bevarer ensartet og retliniet bevægelse, som han havde før hurtigere tog.Med hensyn til bolden tog selv fremgår imidlertid fra en tilstand af ro, selv om der ikke organer, der har trukket det fra ham.Det betyder, at i referenceramme i forbindelse med acceleration af toget i forhold til jorden, loven i inerti er brudt.
Således systemet med henvisning, hvor inertiens lov kaldes inerti.Dem, der ikke udføres - ikke inertial.Identificere dem simpelthen: hvis kroppen bevæger ensartet i en lige linje (i nogle tilfælde - er rolig), inertialsystemet;hvis ujævn bevægelse - ikke-inerti.
Inertia
Det er et temmelig forestilling om en multi-værdsat, og derfor vil forsøge så meget som muligt til at overveje det i detaljer.Her er et eksempel.Du roligt stå i bussen.Pludselig begynder han at bevæge sig, og dermed få acceleration.Du vil læne sig tilbage tidligere.Men hvorfor?Hvem er du trække?Fra synspunkt en observatør på Jorden (inertial referencesystem) du ophold på plads, mens opfylder den første lov af Newton.Fra synspunkt observatør i bussen, du begynder at gå baglæns, som ved nogen kraft.Faktisk dine ben, som er forbundet af friktionen med gulvet i bussen, gå videre med det, og du,
miste sin balance, måtte falde tilbage.Således at beskrive bevægelsen af kroppen i en ikke-inerti referenceramme, og tage hensyn til behovet for at indføre yderligere kræfter, der virker på den del af kroppen bånd med et sådant system.Denne kraft er den kraft af inerti.
skal bemærkes, at de var fiktive, fordi der ikke er enkelt organ eller felt under indflydelse af, som du begyndte at bevæge bussen.Newtons love til kræfter inerti ikke gælder dog at bruge dem sammen med de "rigtige" kræfter gør det muligt at beskrive bevægelsen i ikke-inerti referencesystemer i vilkårlige anvendelse af forskellige værktøjer.Dette er hele pointen af input kræfter inerti.
Så nu ved du hvad inerti, inertimoment og inerti systemer, inertikræfter.Vi videre.
translationel bevægelse systemer
Antag at nogle organ i en ikke-inerti referenceramme bevæger sig med accelerationen a0 en inerti kraft virker F. For en ikke-inerti ligning analog Newtons anden lov har formen:
Hvor A0 - er accelerationen af et legeme med masse m , som er forårsaget af kraften F i forhold til en ikke-inerti referenceramme;Fіn - den kraft af inerti.Kraften F på højre side er den "rigtige" i den forstand, at det er den resulterende interaktion af organer, kun afhænger af forskellen af koordinater og hastigheder af interagerende væsentlige punkter, der ikke ændrer fra en ramme til en anden, bevæger sig støt.Derfor ændrer det ikke, og kraften F. Det er invariant med hensyn til overgangen.Men Fіn ikke opstår på grund af samspillet mellem krop, men på grund af den hurtige bevægelse af referenceramme, hvilket er hvorfor det er ved at ændre på en accelereret overgang til et andet system, så det er ikke invariant.
centrifugalkraft inerti
overveje adfærd organer i en ikke-inerti referenceramme.XOY roterer i forhold til det inertialsystem, betyder, at vi antager, at Jorden ved en konstant vinkelhastighed ω.Et eksempel er det system i nedenstående figur.
ovenfor viser det drev, hvor den radialt monterede stang og iført en blå perle, "bundet" til akse disken elastiske reb.Mens drevet ikke spinning, er rebet ikke deformeret.Men afviklingen drev bolden lidt stretch et reb frem til elastiske kraft favg ikke være sådan, at er lig med vægten af bolden m sin normale acceleration Apt = -ω2R, dvs. favg = -mω2R , hvor R - er radius af cirklen, der beskriver under rotation af kuglen rundt i systemet.
Hvis vinkelhastigheden ω disk forbliver konstant, så bolden vil stoppe bevægelse i forhold til aksen OX.I dette tilfælde i forhold til rammen XOY, som er forbundet med skiven, vil bolden være i en tilstand af ro.Dette forklares ved det faktum, at i dette system, foruden at tvinge favg, bold til kraft inerti FCF , som er rettet langs radius fra rotationsaksen af skiven.Silaner med form som i formlen vist nedenfor, kaldet centrifugalkraften af inerti.Det kan kun forekomme i roterende ramme.
Coriolis kraften viser sig, at når kroppe bevæger sig relativt roterende referencerammer på dem, ud over den centrifugalkraft på inerti virker anden kraft - Coriolis.Det er altid vinkelret hastighedsvektoren af kroppen V, hvilket betyder, at det ikke udfører noget arbejde på kroppen.Vi understreger, at Coriolis kraft manifesterer sig kun, når kroppen er i bevægelse i forhold til en ikke-inertial referencesystem, som udfører rotationen.Dens formel er som følger:
Siden udtrykket (v * ω) er en vektor produkt af vektorer i parentes, kan det konkluderes, at retningen af Coriolis kraft er bestemt af den tommelfingerregel i forhold til dem. Dens enhed er:
Der Ө - er vinklen mellem vektorerne v og ω .
Afslutningsvis
træghed - det er et fantastisk fænomen, hver dag hver person forfølger hundrede gange, selv om vi ikke bemærker det.Vi mener, at artikel har givet dig svar på vigtige spørgsmål om, hvad inerti hvad styrke og øjeblikke af inerti, som opdagede fænomenet inerti. sikker du var undrende.
