De la experiencia cotidiana nos puede confirmar la siguiente conclusión: la velocidad y la dirección del movimiento del cuerpo se pueden cambiar sólo durante su interacción con otro cuerpo.Esto da lugar al fenómeno de inercia, que se discuten en este artículo.
¿Cuál es la inercia?Ejemplo de observaciones vida
consideremos el caso cuando un cuerpo en la etapa inicial del experimento ya está en movimiento.Más adelante veremos que la reducción de la velocidad y detener el cuerpo no puede tener lugar sin permiso, porque la razón de ello es el efecto sobre él de otro cuerpo.
Es probable que tenga más de una vez visto como los pasajeros que viajan en camión de repente inclinarse hacia adelante al frenar o presionado hacia el lado en el punto de inflexión.Porque es eso?Explique más.Cuando, por ejemplo, los atletas corren una cierta distancia, que están tratando de desarrollar la velocidad máxima.Corriendo a través de la línea de meta, puede que no tenga que correr, pero no puede detenerse, y por lo tanto el atleta corre a pocos metros, es decir, comprometerse a costa.
De los ejemplos anteriores, podemos concluir que todos los cuerpos tienen una función para mantener la velocidad y dirección del movimiento, sin ser capaz al mismo tiempo de forma instantánea a cambiar más adelante la acción de un cuerpo.Podemos suponer que en ausencia de la acción exterior será mantener el cuerpo y la velocidad y dirección del movimiento como el tiempo que quieras.Así que, ¿cuál es la inercia?Este fenómeno guardar la velocidad del cuerpo en ausencia de exposición a otros cuerpos.
apertura inercia
Esta propiedad de los cuerpos descubrió el científico italiano Galileo Galilei.Sobre la base de sus experimentos y razonamientos, argumentó: si el cuerpo no reacciona con otros órganos, es ya sea en un estado de tranquilidad o se mueve uniformemente.Sus descubrimientos han entrado en una ciencia como la ley de la inercia, pero con más detalle René Descartes formulado, e incluso Sir Isaac Newton ha introducido en su ordenamiento jurídico.
Dato interesante: la inercia, que nos ha llevado a la definición de Galileo, fue considerado en la antigua Grecia Aristóteles, pero debido a la falta de desarrollo de la ciencia, la redacción exacta no se ha dado.Primera ley de Newton dice: hay marco
de referencia con respecto a la cual el cuerpo que se mueve hacia adelante, la velocidad se mantiene constante si no funciona ningún otro órgano.La fórmula de la inercia de la misma forma general y no, pero por debajo se presenta un conjunto de otras fórmulas, revelando sus características.Cuerpos
Inercia
Todos sabemos que la velocidad de una persona, coche, tren, barco o de otros organismos aumenta gradualmente, cuando empiezan a moverse.Todos ustedes han visto el lanzamiento de misiles en la televisión o sacar de las aeronaves en el aeropuerto - que aumentan la velocidad no es desigual, pero poco a poco.Observaciones y práctica diaria decir que todos los cuerpos tienen una característica común: la velocidad del movimiento de los cuerpos en el proceso de su interacción está cambiando poco a poco, y por lo tanto tienen que cambiar por un tiempo.Esta característica se llama la inercia de los cuerpos.
Todo cuerpo inerte, pero en absoluto la misma inercia.De los dos cuerpos en interacción, será mayor en el orden, que adquirirá una aceleración menor.Así, por ejemplo, cuando se dispara la pistola se convierte en menos de aceleración que el cartucho.Cuando la repulsión mutua de la patinadora adulto y el niño adulto recibe menos de aceleración que el niño.Esto indica que el adulto mayor inercia.
Caracterizar a la inercia de los cuerpos han introducido un valor especial - la masa del cuerpo, por lo general se denota por m .Con el fin de poder comparar la masa de diferentes órganos, la masa de cualquiera de ellos debe considerarse como una unidad.Su elección puede ser arbitraria, sino que debe ser conveniente para el uso práctico.El peso de la unidad SI tiene una referencia especial hecha de un disco de aleación de platino e iridio.Ella lleva un nombre que todos conocemos - kilogramo.Cabe señalar que la inercia del cuerpo sólido hay 2 tipos: la traslación y de rotación.En el primer caso es una medida de la inercia de la masa, en el segundo - el momento de inercia, que discutiremos más tarde.
Inercia
Así llama magnitud física escalar.La unidad SI de momento de inercia es kg * m2 .Una fórmula generalizada es:
Hay mi - una masa de puntos del cuerpo, r i - la distancia entre los puntos del cuerpo a la z eje en el sistema de coordenadas espaciales.La interpretación verbal puede decir esto: el momento de inercia es determinada por la suma de productos de masa primaria multiplicado por el cuadrado de la distancia desde el conjunto base.
Hay otra fórmula, caracterizado por una cierta inercia:
Hay dm - elemento de masa, r - la distancia desde el elemento dm a la z eje.Verbal se puede formular de la siguiente manera: el momento de inercia del sistema de puntos de materiales, o con respecto al cuerpo polar (punto) - es la suma algebraica del producto de las masas de puntos materiales que constituyen el cuerpo, al cuadrado de su distancia al polo 0.
Vale la pena mencionar que hay dos tipos de momentos de inercia - axialy centrífuga.También hay una cosa tal como los momentos principales de inercia (GMI) (con respecto a los ejes principales).Como regla general, siempre son distintos.Ahora podemos calcular los momentos de inercia de muchos cuerpos (cilindro, disco, esfera, cono, esfera, y así sucesivamente.), Pero no entraremos en aclarar todas las fórmulas.Sistemas de referencia
La primera ley de Newton se refirió al movimiento rectilíneo uniforme, que se puede ver sólo en un cierto marco de referencia.Incluso análisis aproximado de los fenómenos mecánicos muestra que la ley de la inercia no se realiza en todos los marcos de referencia.
Considere un experimento sencillo: poner la pelota sobre una mesa horizontal en el coche y ver sus movimientos.Si el tren está en un estado de la mente con respecto a la Tierra, y la pelota mantener la calma, siempre y cuando no actuamos en él ningún otro organismo (por ejemplo, la mano).Por lo tanto, en el sistema de referencia que se asocia con la Tierra, se lleva a cabo la ley de inercia.
Imagine que el tren irá en relación con la Tierra de manera uniforme y recta.Luego, en un sistema de referencia que se asocia con el tren, la bola guardar el estado de ánimo, y la que está asociada con la Tierra - el estado de movimiento uniforme y rectilíneo.Por lo tanto, la ley de la inercia se lleva a cabo no sólo en el marco de referencia asociado con la tierra, sino también en todos los demás respecto de mudarse a la Tierra uniforme y recta.
Ahora imagine que el tren se acelera rápidamente o de repente se convierte (en todos los casos, se mueve con una aceleración respecto a la Tierra).Entonces, como antes, la pelota mantiene uniforme y rectilíneo movimiento, que él tenía antes de acelerar tren.Sin embargo, con respecto al Tren de pelota en sí emerge de un estado de tranquilidad, aunque no hay cuerpos que han retirado de él.Esto significa que, en el marco de referencia asociado con la aceleración del tren en relación con la tierra, la ley de la inercia se rompe.
Así, el sistema de referencia en el que la ley de la inercia se llama inercia.Aquellos que no se lleva a cabo - no inercial.Identificarlos simplemente: si el cuerpo se mueve uniformemente en línea recta (en algunos casos - es tranquilo), el sistema inercial;si el movimiento desigual - no inercial.
Inercia
Es una bonita idea de una de varios valores y por lo tanto va a tratar en lo posible considerar en detalle.He aquí un ejemplo.Usted tranquilamente de pie en el autobús.De repente se empieza a mover, y ganando así la aceleración.Va a inclinarse hacia atrás pasado.Pero por qué?A quién estás tirando?Desde el punto de vista de un observador en la Tierra (sistema de referencia inercial) a mantenerse en su lugar, mientras que la satisfacción de la primera ley de Newton.Desde el punto de vista de un observador en el autobús, se empieza yendo hacia atrás, como si por ninguna fuerza.De hecho, las piernas, que están conectados por la fricción con el piso del autobús, seguir adelante con ella, y que,
perder el equilibrio, tuvieron que retroceder.Por lo tanto, para describir el movimiento del cuerpo en un marco no inercial de referencia, y tener en cuenta la necesidad de introducir fuerzas adicionales que actúan sobre la parte de los lazos del cuerpo con un sistema de este tipo.Esta fuerza es la fuerza del inercia.
Cabe señalar que eran ficticios, porque no existe un organismo único o el campo bajo la influencia de la que se empezó a mover el autobús.Las leyes de Newton a las fuerzas de inercia no se aplican, sin embargo, para usarlos junto con las fuerzas "reales" permite describir el movimiento en los sistemas de referencia no inerciales de arbitrarias utilizando diferentes herramientas.Este es el punto de entrada de las fuerzas de inercia.
Así que ya sabe lo que la inercia, momento de inercia y sistemas inerciales, las fuerzas de inercia.Nosotros seguimos adelante.Sistemas de movimiento de traslación
Supongamos que un cuerpo en un sistema de referencia no inercial que se mueve con la aceleración a0 una fuerza de inercia actúa F. Para un análogo de la ecuación no inercial segunda ley de Newton tiene la forma:
Dónde a0 - es la aceleración de un cuerpo con masa m , que es causada por la fuerza F con respecto a un marco no inercial de referencia;Fіn - la fuerza de la inercia.La fuerza F en el lado derecho es el "real" en el sentido de que es la interacción que resulta de los cuerpos, que sólo depende de la diferencia de las coordenadas y velocidades de interactuar puntos materiales que no cambian de un cuadro a otro, moviendo constantemente.Por lo tanto, no cambia y la fuerza F. Es invariante con respecto a la transición.Pero Fіn no surge debido a la interacción de los cuerpos, pero debido al rápido movimiento del sistema de referencia, por lo que está cambiando a una transición acelerada a un sistema diferente, por lo que no es invariante.
fuerza centrífuga de inercia
considerar el comportamiento de los cuerpos en una trama no de referencia inercial.XOY gira con relación al sistema inercial, significa asumimos la Tierra a una constante velocidad angular ω.Un ejemplo es el sistema en la siguiente figura.
arriba muestra la unidad en la que la varilla montada radialmente y el uso de un cordón azul, "atados" al eje de la cuerda elástica disco.Mientras que la unidad no está girando, la cuerda no se deforma.Sin embargo, la unidad de desenrollado la pelota un poco de estiramiento una cuerda hasta que la fuerza elástica Favg no ser tal, que es igual al peso de la bola m su normal de la aceleración Apt = -ω2R, decir Favg = -mω2R , en la que R - es el radio del círculo que describe durante la rotación de la bola alrededor del sistema.
Si el disco la velocidad angular ω permanece constante, entonces la bola se detendrá el movimiento en relación con el eje OX.En este caso, en relación con el marco XOY, que se asocia con el disco de la pelota estará en un estado de calma.Esto se explica por el hecho de que en este sistema, además de la fuerza Favg , bola a la fuerza de inercia Fcf , que se dirige a lo largo del radio desde el eje de rotación del disco.Silanes que tienen forma que en la fórmula se muestra a continuación, llamados la fuerza centrífuga de inercia.Sólo puede ocurrir en el marco giratorio.Fuerza
Coriolis Resulta que cuando los cuerpos se mueven los marcos de referencia relativamente giratorios en ellos, además de la fuerza centrífuga de inercia actúa otra fuerza - los Coriolis.Siempre es perpendicular al vector velocidad del cuerpo V, lo que significa que no realiza ningún trabajo en el cuerpo.Hacemos hincapié en que la fuerza de Coriolis se manifiesta sólo cuando el cuerpo se mueve con respecto a un sistema de referencia no inercial, que lleva a cabo la rotación.Su fórmula es la siguiente:
Desde el expresión (v * ω) es un producto vectorial de los vectores entre paréntesis, se puede concluir que la dirección de la fuerza de Coriolis es determinado por la regla general en relación con ellos. Su unidad es la siguiente:
Hay Ө - es el ángulo entre los vectores v y ω.
En conclusión
inercia - es un fenómeno sorprendente que cada día cada persona persigue un centenar de veces, a pesar de que no lo notamos.Pensamos que el artículo le haya dado las respuestas a preguntas importantes sobre lo que la inercia de lo fortaleza y momentos de inercia, que descubrió el fenómeno de la inercia. seguro de que se lo pregunte.
