Vuodesta arjen kokemuksella voidaan vahvistaa seuraavan päätelmän: nopeuden ja suunnan vartalon liikkeitä voidaan muuttaa ainoastaan sen vuorovaikutuksesta toisen ruumiin.Tämä aiheuttaa ilmiö inertia, josta keskustelemme tässä artikkelissa.
Mikä on inertia?Esimerkki elämän havaintojen
harkita tapaus kun jotkut elin alkuvaiheessa Kokeen on jo liikkeessä.Myöhemmin nähdään, että vähentäminen nopeutta ja pysäyttää keho ei voi tapahtua ilman lupaa, koska syy, joka on vaikuttanut hänen toisen ruumiin.
Sinulla on luultavasti enemmän kuin kerran nähdään matkustajat, jotka matkustavat kuorma yhtäkkiä nojata eteenpäin jarrutuksen tai puristettu puolella käännekohta.Miksi näin?Selitä tarkemmin.Kun esimerkiksi urheilijat ajaa tietyn matkan, he yrittävät kehittää maksiminopeus.Running kautta maaliin, ehkä ei tarvitse juosta, mutta et voi lopettaa lyhyitä, ja siksi urheilija juoksee muutaman metrin, eli sitoutumalla rannikolle.
Edellä mainituista esimerkeistä, voimme päätellä, että kaikki tahot on ominaisuus pitää nopeuden ja suunnan liikkeen voimatta samalla nopeasti muuttaa niitä myöhemmin toiminnan kehossa.Voimme olettaa, että ilman ulkoisen toiminnan pitää kehon ja nopeutta sekä kulkusuuntaa niin kauan kuin haluat.Joten, mikä on inertia?Tämä ilmiö tallenna nopeus elimen ilman altistuminen muille elimille.
avaaminen inertia
Tämä ominaisuus elinten löysi Italian tiedemies Galileo Galilei.Perustuu niiden kokeiluja ja perustelut, hän väitti: Jos elimistö ei reagoi muiden elinten, sen on joko rauhallisuuden tilan tai liikkuu tasaisesti.Hänen löydöt ovat tehneet tieteen lakia inertia, mutta tarkemmin Rene Descartes muotoiltu sitä, ja jopa Sir Isaac Newton on tuotu sen oikeusjärjestelmään.
Mielenkiintoista tietää: inertia, mikä on johtanut meidät määritelmää Galileo, pidettiin muinaisessa Kreikassa Aristoteles, vaan siksi, ettei kehittäminen tieteen, tarkkaa sanamuotoa ei ole annettu.Newtonin ensimmäinen laki sanoo: on olemassa
viitekehyksen, jonka suhteen elin liikkuu eteenpäin, nopeus pysyy vakiona, jos se ei toimi muun elimen.Kaava inertia samassa yleisessä muodossa ja ilman, mutta alle esitämme joukko muita kaavoja, paljastaen sen ominaisuuksia.
Inertia elinten
Me kaikki tiedämme, että nopeus henkilön, autolla, junalla, laivalla tai muiden elinten lisääntyy vähitellen, kun he alkavat liikkua.Te kaikki olette nähneet käynnistää ohjuksia televisiosta tai ottamalla pois lentokoneen lentokentällä - ne lisäävät nopeutta ei nykivä, vaan vähitellen.Havainnot ja päivittäinen käytäntö sanoa, että kaikki laitokset on yhteinen piirre: nopeus liikkeen elinten parhaillaan niiden vuorovaikutusta muuttuu vähitellen, ja siksi he tarvitsevat muuttua aikaa.Tätä ominaisuutta kutsutaan inertia elimissä.
Kaikki inerttejä kehon, mutta ei lainkaan samalla inertian.Näistä kahdesta vuorovaikutuksessa elimissä, se suurempi tilaus, joka hankkii pienemmän kiihtyvyys.Niinpä esimerkiksi, kun ampua aseella tulee vähemmän kiihtyvyys kuin kasetti.Kun hylkivät toisiaan aikuisen ja lapsen aikuisen luistelija vähemmälle kiihtyvyys kuin lapseen.Tämä osoittaa, että suurempi inertian aikuinen.
karakteri- inertia elimet ovat ottaneet käyttöön erityinen arvo - massa ruumiin, se merkitään tavallisesti m .Jotta voidaan verrata massa eri elimet, massa mitään niistä olisi pidettävä yksikkö.Hänen valinta voi olla mielivaltaista, vaan sen täytyy olla kätevää käytännössä.SI-yksikkö paino on erityinen viittaus valmistettu kova platinaseokseksi ja iridium.Hän pukeutuu nimi me kaikki tiedämme - kilogramma.On huomattava, että hitaus kiinteät runko on 2 tyyppiä: translationaalista ja rotaatio.Ensimmäisessä tapauksessa on mitta inertia massan, toisella - hitausmomentti, josta keskustelemme myöhemmin.
inertia
Ns skalaari fysikaalinen suure.SI-yksikkö hitausmomentti on kg * m2 .Yleinen kaava on:
On mailin - massa rungossa, r i - etäisyys rungossa akselin z- spatiaalisella koordinaatistossa.Sanallinen tulkinta voi sanoa tämän: hitausmomentti määräytyy summan tuotteiden alkeis massa kerrottuna neliöllä etäisyyden base set.
On toinen kaava, tunnettu siitä, että tietty hitaus:
On dm - massa elementti, r - etäisyys elementin dm akselin z-.Sanallinen voidaan muotoilla seuraavasti: hitausmomentti järjestelmän materiaalin pistettä, tai suhteessa napavarren (piste) - on algebrallinen summa tuotteen massojen materiaalin pistettä muodostavat elin, neliö niiden etäisyys napaan 0.
On syytä mainita, että on olemassa kaksi erilaista hitausmomentit - aksiaalinenja keskipakoisvoiman.On myös sellainen asia kuin pääasiallisena jäyhyysmomentit (GMI) (suhteessa pääakselit).Pääsääntöisesti ne ovat aina erillisiä.Nyt voimme laskea jäyhyysmomentit monille elimille (sylinteri, levy, pallo, kartio, pallo, ja niin edelleen.), Mutta ei mene selvennetään kaikki kaavat.
viitejärjestelmät
Ensimmäinen Newtonin käsitteli yhtenäinen suoraviivaisen liikkeen, joka voidaan nähdä vain tietyssä viitekehyksessä.Vaikka likimääräinen analyysi mekaanisia ilmiöitä osoittaa, että laki inertia suoritetaan ole kaikissa viitekehyksissä.
Harkitse yksinkertainen kokeilu: laittaa pallo vaakasuorassa olevaan pöytään autoon ja katsella hänen liikkeitä.Jos juna on mielentila suhteessa Maahan, ja pallo pitäminen rauhallisena niin kauan kuin emme toimia sen muun elimen (esim hand).Siksi viittaus, joka liittyy maapallon, lakia inertia suoritetaan.
Kuvittele, että juna menee suhteessa Maahan tasaisesti ja suoraan.Sitten viittaus, joka liittyy junan, pallo säästää mielentila, ja yksi, joka liittyy maapallon - tila yhtenäinen ja suoraviivaisen liikkeen.Siksi lakia inertia tehdään paitsi viitekehyksessä liittyvät maa, vaan myös kaikissa muissa liikkuvat suhteessa Maahan tasaisesti ja suoraan.
Nyt kuvitella, että junan poimii nopeus nopeasti tai äkillisesti kääntyy (kaikissa tapauksissa, se liikkuu kiihtyvyys suhteessa maahan).Sitten, kuten ennenkin, pallo ylläpitää yhtenäistä ja suoraviivaisen liikkeen, jossa hän oli ennen ylinopeutta juna.Kuitenkin suhteen pallo juna itsensä ilmi tilan rauhallisuuden, vaikkei elimet, jotka ovat peruuttanut sen häneltä.Tämä tarkoittaa, että viitekehykseen liittyviä kiihtyvyys junan suhteessa maahan, laki inertia on rikki.
Näin järjestelmä vertailukohta, jossa lakia inertia kutsutaan inertiaan.Ne, joita ei suoriteta - ei inertiaalinen.Tunnistaa ne yksinkertaisesti: jos kappale liikkuu tasaisesti suorassa linjassa (joissain tapauksissa - on rauhallinen), inertiaalinen järjestelmä,jos epätasainen liike - ei-inertiaalinen.
Inertia
Se on aika käsite moniarvoisen ja siksi yritämme mahdollisuuksien pohtimaan sitä yksityiskohtaisesti.Tässä on esimerkki.Sinä hiljaa seistä bussissa.Yhtäkkiä se alkaa liikkua, ja näin saada kiihtyvyys.Tulet nojata taaksepäin ohi.Mutta miksi?Kuka olet vetää?Vuodesta näkökulmasta tarkkailija Earth (inertiatietoyksikköä järjestelmä) pysyt paikallaan, täyttäen samalla ensimmäinen laki Newton.Vuodesta näkökulmasta tarkkailijana linja, aloitat menossa taaksepäin, ikään kuin jokin voima.Itse asiassa, jalat, jotka on yhdistetty kitkaa lattian linja, mennä eteenpäin sen kanssa, ja te,
menettää tasapainonsa, piti turvautua.Siten kuvata liikkeen elin ei inertiaalikoordinaatisto, ja ottaa huomioon tarve ottaa käyttöön muita voimia jotka vaikuttavat ruumiinosaan siteitä tällaiseen järjestelmään.Tämä voima on voima inertia.
syytä huomata, että ne olivat tekaistuja, koska ei ole ainoa elin tai Kenttien vaikutuksen alaisena josta alkoi liikkua bussilla.Newtonin lakeja voimat inertia ei koske, mutta käyttää niitä yhdessä "todellisen" voimat mahdollistaa kuvata liikettä ei-inertiatietojärjestelmät mielivaltaiseen käytetään erilaisia työkaluja.Tämä on idea panos voimat inertia.
Joten nyt tiedät mitä inertia, hitausmomentti ja inertiaan järjestelmät, hitausvoimat.Me eteenpäin.
siirtoliikkeen järjestelmät
Oletetaan, että jotkut elin ei inertiaviiteyksikkö runko liikkuu kiihtyvyys A0 hitausvoiman vaikuttaa F. ei-inertiaalinen yhtälö analogiset Newtonin toinen laki on muotoa:
Missä a0 - on kiihtyvyys kehon massa m , joka on aiheuttanut voima F suhteen ei inertiaalikoordinaatisto;Fіn - voima inertia.F oikealla puolella on "todellinen" siinä mielessä, että se johtaa vuorovaikutusta elinten, riippuen vain ero koordinaatit ja nopeuksista vuorovaikutuksessa materiaalin kohtia, jotka eivät muutu kehyksestä toiseen, liikkuvat tasaisesti.Siksi ei muuta, ja voima F. Se on invariantti suhteessa siirtyminen.Mutta Fіn syntyy ei siksi vuorovaikutuksen elinten, mutta koska nopeat liikkeet viitekehykseen, minkä vuoksi se on muuttumassa kiihtyvällä siirtymistä eri järjestelmää, joten se ei ole muuttumaton.
keskipakoisvoiman inertia
harkita käyttäytymistä elinten ei inertiaalikoordinaatisto.XOY pyörii suhteessa inertiaan järjestelmään, tarkoittaa oletamme maapalloa vakio kulmanopeus ω.Esimerkkinä on järjestelmä alla olevan kuvan.
edellä osoittaa se asema, jossa säteittäin asennetut sauva ja yllään sininen helmi "sidottu" ja kiekon akselin joustava köysi.Kun taajuusmuuttaja ei pyöri, köysi ei ole epämuodostunut.Kuitenkin, purkautuminen taajuusmuuttaja pallon hieman venyttää köyden asti elastinen voima favg ei saa olla sellainen, joka on yhtä paino pallon m: sen normaalikiihtyvyys Apt = -ω2R, eli favg = -mω2R , jossa R - on ympyrän säde, joka kuvaa pyörimisen aikana pallo järjestelmän ympärille.
Jos kulmanopeus ω levy pysyy vakiona, niin pallo pysähtyy liikkeen suhteessa akseliin OX.Tällöin rungon suhteen XOY, joka liittyy levy, pallo tulee olemaan tilaa rauhallinen.Tämä selittyy sillä, että tässä järjestelmässä, lisäksi pakottaa favg, syötön voiman inertia FCF , joka on suunnattu pitkin säde pyörimisakselin levyn.Silaaneja, joilla on muoto, kuten on alla oleva kaava, jota kutsutaan keskipakoisvoima inertian.Se voi syntyä vain pyörivä runko.
Coriolis force ilmi, että elinten liikkuvat suhteellisen pyörivän viittaus kehyksiä niitä, lisäksi keskipakoisvoiman inertia toimii toinen voima - Coriolis.Se on aina kohtisuorassa nopeusvektoriin kehon V mikä tarkoittaa, että se ei tee mitään työtä kehoon.Korostamme, että Coriolis voima ilmenee vain, kun elimistö liikkuu suhteessa kuin inertiaviiteyksikkö järjestelmä, joka suorittaa kierto.Sen kaava on seuraava:
Koska ilmaus (v * ω) on vektori tuote vektorien suluissa, voidaan päätellä, että suunta Coriolis voima määräytyy nyrkkisääntö suhteessa niihin. Sen yksikkö on:
On Ө - välinen kulma vektorien vastaan ja ω .
Lopuksi
inertia - se on uskomaton ilmiö, joka päivittäin jokainen henkilö harjoittaa sata kertaa, vaikka emme huomaa sitä.Olemme sitä mieltä, että artikkeli on antanut sinulle vastauksia tärkeisiin kysymyksiin siitä, mitä inertia mitä voimaa ja inertiamomentit, joka löysi ilmiö inertia. varmasti mietit.
