aus der Alltagserfahrung können wir die folgende Schlussfolgerung zu bestätigen: die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung des Körpers kann nur während seiner Wechselwirkung mit einem anderen Körper verändert werden.Dies führt zu dem Phänomen der Trägheit, die wir in diesem Artikel diskutieren.
Was ist Trägheit?Beispiel Lebens Beobachtungen
Zum Beispiel haben einige Körper in der Anfangsphase des Versuchs ist bereits in Bewegung ist.Später werden wir sehen, dass die Verringerung der Geschwindigkeit und Stopp der Körper kann nicht ohne Erlaubnis zu nehmen, weil der Grund dafür ist die Wirkung auf ihn von einem anderen Körper.
Sie haben wahrscheinlich mehr als einmal, wie die Passagiere, die in Lkw reisen plötzlich beim Bremsen oder seitlich am Wendepunkt gedrückt nach vorne beugen zu sehen.Warum ist das so?Erklären Sie weiter.Wenn beispielsweise die Athleten laufen eine gewisse Distanz, sind sie versucht, die maximale Geschwindigkeit zu entwickeln.Läuft über die Ziellinie, können Sie nicht zu laufen, aber man kann nicht aufhören kurz, und damit der Athlet läuft ein paar Meter, das heißt, zu begehen zu Küste.
Aus den obigen Beispielen können wir schließen, dass alle Einrichtungen verfügen über eine Funktion, um die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung zu halten, ohne dass sie zur gleichen Zeit später Wirkung eines Körpers sofort ändern.Wir können, dass in Abwesenheit des auswärtigen Handelns übernehmen wird, den Körper und die Geschwindigkeit und Richtung der Bewegung, so lange Sie wollen zu halten.Also, was ist Trägheit?Dieses Phänomen speichern Sie die Geschwindigkeit des Körpers in der Abwesenheit von der Exposition gegenüber anderen Einrichtungen.
Öffnungs Trägheit
Diese Eigenschaft von Körpern entdeckte die italienische Wissenschaftler Galileo Galilei.Auf der Grundlage ihrer Experimente und Überlegungen, argumentierte er: Wenn der Körper nicht mit anderen Einrichtungen zu reagieren, ist es entweder in einem Zustand der Ruhe oder bewegt sich gleichmäßig.Seine Entdeckungen haben zu einer Wissenschaft, wie das Gesetz der Trägheit, trat aber im Detail Rene Descartes formuliert, und selbst Sir Isaac Newton hat in seinem Rechtssystem eingeführt.
Interessant: Trägheit, die uns auf die Definition von Galileo geführt hat, wurde im antiken Griechenland Aristoteles betrachtet, sondern wegen des Mangels der Entwicklung der Wissenschaft, hat den genauen Wortlaut nicht gegeben.Erste Newtonsche Gesetz heißt es: es gibt
Bezugsrahmen in Bezug auf die der Körper, die sich vorwärts bewegt, bleibt die Geschwindigkeit konstant, wenn sie nicht alle anderen zu arbeiten.Die Formel der Trägheit in der gleichen allgemeinen Form und keine, aber nachfolgend stellen wir eine Reihe von anderen Formeln und enthüllt den Funktionen.
Inertia Körper
Wir alle wissen, dass die Geschwindigkeit einer Person, Auto, Zug, Schiff oder Einrichtungen allmählich zunimmt, wenn sie anfangen, sich zu bewegen.Alle von Ihnen haben die Einführung von Raketen auf dem Fernseher oder dem Start von Flugzeugen auf dem Flughafen gesehen - sie erhöhen die Geschwindigkeit nicht ruckartig, sondern allmählich.Beobachtungen und der täglichen Praxis sagen, dass alle Körper haben ein gemeinsames Merkmal: die Geschwindigkeit der Bewegung der Körper in den Prozess der Interaktion verändert sich nach und nach, und deshalb sind sie für eine Weile zu ändern.Diese Funktion wird als die Trägheit der Körper.
alle inerten Körper, aber überhaupt nicht die gleiche Trägheit.Von den beiden zusammenwirkenden Körpern, wird es in der Reihenfolge, die eine kleinere Beschleunigung erhalten wird höher sein.So, zum Beispiel, beim Abfeuern der Waffe wird geringer Beschleunigung als die Patrone.Wenn die gegenseitige Abstoßung der Erwachsene und Kinder für Erwachsene skater erhält weniger Beschleunigung als das Kind.Dies zeigt an, dass je größer Inertheit Erwachsenen.
Zur Charakterisierung der Trägheit der Körper haben besonderen Wert eingeführt - die Masse des Körpers, wird in der Regel durch m bezeichnet.Um in der Lage, die Masse der verschiedenen Körpern vergleichen zu können, sollte die Masse von jeder von ihnen als Einheit betrachtet werden.Ihre Wahl kann beliebig sein, aber es muß praktisch für den praktischen Gebrauch ist.Die SI-Einheit Gewicht eine besondere Bezugs aus einer harten Legierung aus Platin und Iridium.Sie trägt einen Namen wir alle wissen - Kilogramm.Es sollte beachtet werden, daß die Trägheit des Festkörpers gibt 2 Arten: die Translations- und Rotations.Im ersten Fall ist ein Maß für die Trägheit der Masse in der zweiten - das Trägheitsmoment, das wir später diskutieren.
Inertia
So genannte skalare physikalische Größe.Die SI-Einheit der Trägheitsmoment kg * m2 .Eine allgemeine Formel lautet:
Es mi - eine Masse von Punkten des Körpers, r i - den Abstand zu den Punkten des Körpers auf die Achse z im Raumkoordinatensystem.Die verbale Interpretation kann sagen: das Trägheitsmoment wird durch die Summe der Produkte der Grundmasse, multipliziert mit dem Quadrat der Entfernung von der Basissatz festgelegt.
Es gibt eine andere Formel, gekennzeichnet durch eine gewisse Trägheit:
Es dm - Volumenkörper, r - der Abstand von dem Element dm zur Achse z .Verbal kann wie folgt formuliert werden: das Trägheitsmoment des Systems materieller Punkte, oder in Bezug auf die Polkörper (Punkt) - ist die algebraische Summe des Produkts der Massen materieller Punkte, aus denen der Körper, das Quadrat ihrer Entfernung zum Pol 0
Es ist erwähnenswert, dass es zwei Arten von Trägheitsmomente - axialund Radial.Es gibt auch so etwas wie die Hauptträgheitsmomente (GMI) (in Bezug auf den Hauptachsen).In der Regel sind sie immer deutlicher.Jetzt können wir die Massenträgheitsmomente für viele Körper berechnen (Zylinder, eine Scheibe, Kugel, Kegel, Kugel, und so weiter.), Wird aber nicht in die Klärung aller Formeln gehen.
Referenzsysteme
Das erste Newtonsche Gesetz befasste sich mit der gleichförmigen geradlinigen Bewegung, die nur in einem bestimmten Bezugssystem gesehen werden kann.Auch ungefähre Analyse der mechanischen Erscheinungen zeigt, dass das Gesetz der Trägheit wird nicht in allen Bezugssystemen durchgeführt.
Betrachten Sie ein einfaches Experiment: schob den Ball auf einen horizontalen Tisch im Auto und beobachten Sie seine Bewegungen.Wenn der Zug in einem Zustand des Geistes in Bezug auf die Erde, und der Ball ruhig halten, solange wir nicht auf sie wirken alle anderen (zB Hand).Daher wird in dem Bezugssystem, das mit der Erde verbunden ist, das Trägheitsgesetz durchgeführt wird.
Stellen Sie sich vor, dass der Zug auf die Erde gleichmäßig und gerade gehen relativ.Den Zustand der Uniform und geradlinigen Bewegung - dann, in einem Bezugssystem, das mit der Bahn verbunden ist, der Ball wird der Zustand des Geistes, und die, die mit der Erde verbunden ist, zu speichern.Daher wird das Trägheitsgesetz nicht nur in dem Bezugssystem mit der Erde assoziiert durchgeführt, aber auch in allen anderen der sich relativ zur Erde gleichmäßig und glatt.
Nun stell dir vor, dass der Zug nimmt Fahrt schnell oder abrupt (in allen Fällen, bewegt er sich mit der Beschleunigung relativ zur Erde).Dann wird, wie zuvor, der Ball hält einheitliche und geradlinige Bewegung, die er vor dem Schnellzug hatte.Doch in Bezug auf den Ball Zug selbst ergibt sich aus einem Zustand der Ruhe, wenn auch keine Leichen, die sie von ihm zurückgezogen haben.Dies bedeutet, dass in dem Referenzrahmen mit der Beschleunigung des Zugs relativ zur Erde verbunden ist, ist das Trägheitsgesetz gebrochen.
Somit wird die Bezugssystem, in dem das Trägheitsgesetz sind Trägheits bezeichnet.Diejenigen, die nicht durchgeführt werden - nicht Trägheits.Identifizieren Sie sie einfach: wenn der Körper bewegt sich gleichmäßig in einer geraden Linie (in einigen Fällen - ruhig ist), die Trägheitssystem;wenn ungleichmäßige Bewegung - Nichtträgheits.
Inertia
Es ist eine ziemlich Begriff eine mehrwertige und wird daher so weit wie möglich versuchen, sie im Detail zu betrachten.Hier ist ein Beispiel.Sie ruhig stehen in den Bus.Plötzlich beginnt er sich zu bewegen, und damit gewinnt Beschleunigung.Sie werden zurücklehnen Vergangenheit.Aber warum?Wer sind Sie ziehen?Aus der Sicht eines Beobachters auf der Erde (Inertial Reference System), die Sie an Ort und Stelle bleiben, während Befriedigung der erste Hauptsatz der Newton.Aus der Sicht eines Beobachters in den Bus, Rückschritt, wie von jeder Kraft beginnen Sie.In der Tat, die Beine, die durch die Reibung mit dem Boden des Busses verbunden sind, gehen Sie mit ihm, und Sie,
sein Gleichgewicht zu verlieren, musste zurückzugreifen.Somit, um die Bewegung des Körpers in einer nicht-Trägheitsreferenzrahmen beschreiben, und berücksichtigt die Notwendigkeit, zusätzliche Kräfte, welche auf den Teil der Körperkontakte mit einem solchen System wirken einzuführen.Diese Kraft ist die Kraft der Trägheit.
sei darauf hingewiesen, dass sie frei erfunden waren, denn es gibt keinen einzigen Körpers oder der Bereich unter dem Einfluss von dem Sie fing an, den Bus zu bewegen.Newtons Gesetze der Trägheitskräfte keine Anwendung finden, aber um sie zusammen mit den "echten" Kräfte nutzen kann, um die Bewegung in nicht-Trägheitsreferenzsysteme beliebiger mit verschiedenen Werkzeugen zu beschreiben.Das ist der springende Punkt der Eingangsträgheitskräfte.
So, jetzt wissen Sie, was Trägheit, Trägheitsmoment und Inertialsysteme, Trägheitskräfte.Wir ziehen weiter.
Translationsbewegung Systeme
Angenommen, einige Körper in einem nicht-Inertialsystem bewegt sich mit der Beschleunigung a0 eine Trägheitskraft wirkt F. Für eine nicht-inertialen Gleichung analoge zweite Newtonsche Gesetz hat die Form:
Wo a0 - ist die Beschleunigung eines Körpers mit einer Masse m , die durch die Kraft F in Bezug auf eine Nicht-Trägheitsreferenzrahmen verursacht wird;Fіn - der Trägheitskraft.Die Kraft F auf der rechten Seite ist die "real" in dem Sinne, dass es die resultierende Wechselwirkung der Körper, der nur von der Differenz der Koordinaten und Geschwindigkeiten der interagierenden Material Punkte, die nicht von einem Rahmen zum anderen ändern, ist kontinuierlich.Daher ist es nicht ändert und die Kraft F ist invariant bezüglich des Übergangs.Aber Fіn ergibt sich nicht aufgrund der Wechselwirkung von Körpern, sondern auch wegen der schnellen Bewegung des Referenzrahmens, weshalb es verändert bei einem beschleunigten Übergang zu einem anderen System, so dass es nicht invariant.
Zentrifugalkraft Trägheits
betrachten das Verhalten der Körper in einem nicht-Inertialsystem.XOY rotiert relativ zum Inertialsystem bedeutet wir annehmen, die Erde in einer konstanten Winkelgeschwindigkeit ω.Ein Beispiel ist das System in der folgenden Abbildung.
oben zeigt das Laufwerk, auf dem die radial montiert Stange und trägt einen blauen Perle, "gebunden", um die Achse der Scheibe elastischen Seil.Während der Antrieb nicht läuft, wird das Seil nicht verformt.Doch die Abwicklungs-Antriebs der Ball ein wenig strecken ein Seil, bis die elastische Kraft Favg nicht, so dass gleich dem Gewicht der Kugel m ist sein seine normale Beschleunigung Apt = -ω2R, dh Favg = -mω2R , worin R - der Radius des Kreises, der während der Drehung der Kugel um Systems beschreibt.
Wenn die Winkelgeschwindigkeit ω Platte konstant bleibt, so wird der Ball eine Bewegung relativ zu der Achse OX zu stoppen.In diesem Fall gegenüber dem Rahmen XOY, die mit der Scheibe verbunden ist, die Kugel in einem Zustand der Ruhe sein.Dies wird durch die Tatsache, dass in diesem System, zusätzlich zu Favg, Ball zur Trägheitskraft Fcf , die entlang des Radius von der Drehachse der Scheibe gerichtet ist, zwingen erläutert.Silane mit Form, wie in der folgenden Formel, die so genannte Fliehkraft Trägheit.Es kann nur in dem Drehrahmen auftritt.
Corioliskraft stellt sich heraus, dass, wenn Körper bewegen sich relativ drehenden Referenzrahmen auf sie, zusätzlich zu der Zentrifugalkraft der Trägheit wirkt eine andere Kraft - die Coriolis.Es ist immer senkrecht zu dem Geschwindigkeitsvektor des Körpers V was bedeutet, dass er keine Arbeit an den Körper durchzuführen.Wir betonen, daß die Coriolis-Kraft manifestiert sich nur, wenn der Körper in Bezug auf einen beweglichen Nicht-Trägheitsreferenzsystem, das die Drehung ausführt.Seine Formel ist wie folgt:
Da der Ausdruck (v * ω) ist ein Vektorprodukt der Vektoren in Klammern kann geschlossen werden, dass die Richtung der Coriolis-Kraft wird durch den Daumenregel in Bezug auf sie zu bestimmen. Seine Einheit ist:
Es Ө - ist der Winkel zwischen den Vektoren v und ω .
Abschließend
Trägheit - es ist ein erstaunliches Phänomen, das jeden Tag jede Person verfolgt hundert Mal, auch wenn wir es nicht bemerken.Wir denken, dass die Artikel hat Ihnen die Antworten auf wichtige Fragen gegeben, was die Trägheit, welche Kraft und Massenträgheitsmomente, die das Phänomen der Trägheit entdeckt. sicher, dass Sie sich wundern.
