Dall'esperienza quotidiana possiamo confermare la seguente conclusione: la velocità e la direzione del movimento del corpo possono essere cambiate solo durante la sua interazione con un altro corpo.Ciò dà luogo al fenomeno di inerzia, di cui parleremo in questo articolo.
Che cosa è l'inerzia?Esempio di osservazioni vita
considerare il caso in cui qualche corpo nella fase iniziale dell'esperimento è già in movimento.Più avanti vedremo che la riduzione della velocità e fermare il corpo non possono avvenire senza il permesso, perché la ragione di ciò è l'effetto su di lui di un altro corpo.
Probabilmente avete più di una volta considerati come la passeggeri che viaggiano in camion improvvisamente piegarsi in avanti durante premuto a lato alla svolta frenate o.Perché è così?Spiegare ulteriormente.Quando, per esempio, gli atleti eseguono una certa distanza, stanno cercando di sviluppare la velocità massima.Che attraversa il traguardo, non si può avere per l'esecuzione, ma non è possibile fermarsi, e di conseguenza l'atleta corre a pochi metri, cioè, impegnandosi a costa.
Dagli esempi sopra, si può concludere che tutti i corpi hanno una funzione per mantenere la velocità e la direzione del movimento, senza essere in grado allo stesso tempo cambiare all'istante in seguito all'azione di un corpo.Si può presumere che, in assenza di azioni esterne manterrà il corpo e la velocità e la direzione di movimento finché si desidera.Quindi, qual è l'inerzia?Questo fenomeno salvare la velocità del corpo in assenza di esposizione ad altri organi.
apertura inerzia
Questa proprietà dei corpi scoperti lo scienziato italiano Galileo Galilei.Sulla base delle loro esperienze e ragionamenti, ha sostenuto: se il corpo non reagisce con altri organismi, è sia in uno stato di tranquillità o si muove in modo uniforme.Le sue scoperte inclusi nella scienza come la legge di inerzia, ma in modo più dettagliato René Descartes formulati, e anche Sir Isaac Newton ha introdotto nel proprio ordinamento giuridico.
Fatto interessante: l'inerzia, che ci ha portato alla definizione di Galileo, è stato considerato nella Grecia antica Aristotele, ma a causa della mancanza di sviluppo della scienza, il testo esatto non è stata data.Prima legge di Newton afferma: ci sono
cornice di riferimento rispetto al quale il corpo che si muove in avanti, la velocità rimane costante se non funziona qualsiasi altro organismo.La formula di inerzia nella stessa forma generale e non, ma al di sotto presentiamo una serie di altre formule, rivelando le sue caratteristiche.Corpi
inerzia
Sappiamo tutti che la velocità di una persona, auto, treno, nave o di altri organismi aumenta gradualmente, quando iniziano a muoversi.Tutti voi avete visto il lancio di missili in tv o decollo di aeromobili presso l'aeroporto - aumentano la velocità non è a scatti, ma a poco a poco.Osservazioni e pratica quotidiana dire che tutti gli organismi hanno una caratteristica comune: la velocità del moto dei corpi nel processo della loro interazione sta cambiando gradualmente, e quindi hanno bisogno di cambiare per un po '.Questa caratteristica è chiamata l'inerzia dei corpi.
Tutto corpo inerte, ma non è affatto la stessa inerzia.Dei due corpi interagenti, sarà più alto nell'ordine, che acquisirà un'accelerazione inferiore.Così, per esempio, con l'accelerazione tiro pistola diventa più piccola di una cartuccia.Quando la repulsione reciproca della pattinatore adulti e un figlio adulto riceve meno accelerazione rispetto al figlio.Ciò indica che la maggior adulti inerzia.
A caratterizzare l'inerzia dei corpi hanno introdotto valore speciale - la massa del corpo, di solito è indicata con m .Per poter confrontare la massa di corpi diversi, la massa di uno di essi deve essere considerata una unità.La sua scelta può essere arbitraria, ma deve essere conveniente per l'uso pratico.Il peso unitario SI ha un riferimento specifico in lega dura di platino e iridio.Indossa un nome noto a tutti noi - un chilo.Va notato che l'inerzia del corpo può essere di 2 tipi: traslazione e rotazione.Nel primo caso di inerzia è una misura di peso nel secondo - il momento di inerzia, di cui parleremo più avanti.
inerzia
Così chiamato grandezza fisica scalare.L'unità SI del momento d'inerzia è kg * m2 .Una formula generalizzata è:
Ci mi - è il peso dei punti del corpo, r i - la distanza tra i punti del corpo all'asse z nel sistema di coordinate spaziali.L'interpretazione verbale può dire questo: il momento d'inerzia viene determinato dalla somma di prodotti di massa elementare per il quadrato della distanza dal set base.
C'è un'altra formula, caratterizzata da una certa inerzia:
Ci dm - elemento di massa, R - la distanza dal dm elemento all'asse z .Verbale può essere formulato come segue: il momento d'inerzia di un sistema di particelle o corpo del polo (punto) - è la somma algebrica del prodotto delle masse di punti materiali che compongono il corpo per il quadrato della loro distanza dal polo 0.
Vale la pena ricordare che ci sono 2 tipi di momenti di inerzia - assialee centrifuga.C'è anche una cosa come i principali momenti di inerzia (GMI) (rispetto agli assi principali).Di norma, sono sempre distinti.Ora siamo in grado di calcolare i momenti di inerzia per molti corpi (cilindro, disco, sfera, il cono, sfera, ecc.), Ma non entreremo nei chiarire tutte le formule.Sistemi di riferimento
La prima legge di Newton affrontato il moto rettilineo uniforme, che può essere visto solo in un determinato periodo di riferimento.Anche l'analisi approssimativa di fenomeni meccanici dimostra che la legge di inerzia non è eseguito in tutti i sistemi di riferimento.
consideri un semplice esperimento: mettere la palla su una tavola orizzontale in macchina e guardare i suoi movimenti.Se il treno è in uno stato d'animo rispetto alla terra, e la palla per mantenere la pace finché non si agisce su di essa da un altro organismo (per esempio, manualmente).Pertanto, in un sistema di riferimento associato con la Terra, viene eseguita la legge di inerzia.
Immaginate che il treno andrà rispetto alla Terra in modo uniforme e rettilineo.Poi, in un sistema di riferimento che è associato con il treno, la palla salvare lo stato d'animo, e quello che è associato con la Terra - lo stato di moto uniforme.Pertanto, la legge di inerzia viene eseguita non solo nel sistema di riferimento associato con la terra, ma anche in tutti gli altri muoversi rispetto alla Terra uniformemente e dritto.
Ora immaginate che il treno prende velocità velocemente o bruscamente giri (in tutti i casi, si muove con accelerazione relativa alla terra).Poi, come in precedenza, la palla mantiene uniforme e rettilineo movimento, che aveva prima accelerazione del treno.Tuttavia, rispetto al treno di palla si proviene da uno stato di calma, anche se non c'è nessun corpo che sarebbe fuori di esso esso.Ciò significa che nel sistema di riferimento associato con l'accelerazione del treno rispetto alla terra, la legge di inerzia è rotto.
Così, il sistema di riferimento in cui la legge di inerzia sono chiamati inerziale.Coloro che non sono eseguiti - non inerziale.Identificarli semplicemente: se il corpo si muove uniformemente in linea retta (in alcuni casi - è tranquillità), il sistema inerziale;se il movimento irregolare - non inerziale.
inerzia
E 'una bella idea di un più valori e quindi cercherà il più possibile di prendere in considerazione in dettaglio.Ecco un esempio.Tranquillamente stare in autobus.Improvvisamente si comincia a muoversi, e guadagnando così l'accelerazione.Si mettetevi comodi passato.Ma perché?Chi stai tirando?Dal punto di vista di un osservatore sulla Terra (sistema di riferimento inerziale) a rimanere al suo posto, soddisfacendo la prima legge di Newton.Dal punto di vista di un osservatore in autobus, si inizia a tornare indietro, come se da alcuna forza.In realtà, le gambe, che sono collegati da l'attrito con il pavimento del bus, andare avanti con esso, e voi,
perdere l'equilibrio, hanno dovuto ripiegare.Così, per descrivere il moto del corpo in un frame non inerziale di riferimento, e tener conto della necessità di introdurre ulteriori forze che agiscono sulla parte dei legami corpo con tale sistema.Questa forza è la forza di inerzia.
Va notato che erano fittizi, perché non vi è nessun corpo singolo o campo sotto la cui influenza si cominciò a spostare il bus.Leggi di Newton alle forze inerziali non si applicano, tuttavia, per utilizzarli con le forze "reale" permette di descrivere il moto di un arbitrarie sistemi di riferimento non inerziale utilizzando diversi strumenti.Questo è il punto di ingresso delle forze di inerzia.
Così ora si sa che cosa inerzia, momento di inerzia e di sistemi inerziali, forze inerziali.Ci muoviamo su.Sistemi di movimento traslazionale
Supponiamo che qualche corpo in un sistema di riferimento non inerziale si muove con l'accelerazione a0 rispetto alla forza inerziale atti F. Per un analogo equazione non inerziale seconda legge di Newton è della forma:
Dove A0 - questo corpo accelerazione peso m , che è causato dalla forza F rispetto ad un telaio non inerziale di riferimento;Fіn - la forza di inerzia.La forza F sul lato destro è il "reale", nel senso che è l'interazione risultante dei corpi, dipende solo dalla differenza delle coordinate e delle velocità di interazione punti materiali che non cambiano da un fotogramma all'altro, in movimento costante.Pertanto, non cambia e la forza F. È invariante rispetto alla transizione.Ma Fіn non sorge a causa della interazione di corpi, ma a causa del rapido movimento del telaio di riferimento, che è il motivo per cui sta cambiando in una transizione accelerata per un sistema diverso, in modo che non è invariante.
forza centrifuga di inerzia
considerare il comportamento dei corpi in una cornice non inerziale di riferimento.XOY ruota rispetto al sistema inerziale, significa assumiamo la Terra ad una velocità angolare costante ω.Un esempio è il sistema in figura.
sopra mostra l'unità in cui l'asta montata radialmente e con indosso un cordone blu, "obbligati" per l'asse della corda elastica disco.Mentre l'unità non è in rotazione, la corda non è deformato.Tuttavia, l'unità di svolgimento la palla un po tratto una corda fino alla forza elastica favg non essere tale che il prodotto della massa della palla è m suo normale accelerazione Apt = -ω2R, cioè favg = -mω2R , dove R - è il raggio del cerchio che descrive durante la rotazione della sfera attorno al sistema.
Se disco la velocità angolare ω rimane costante, allora la palla si ferma il movimento rispetto alla OX asse.In questo caso, rispetto al XOY telaio, che è associato con il disco, la palla sarà in uno stato di calma.Ciò si spiega con il fatto che in questo sistema, oltre alla forza favg, palla alla forza d'inerzia Fcf , che è diretto lungo il raggio dall'asse di rotazione del disco.Silanes aventi forma come nella formula mostrato sotto, detta forza centrifuga di inerzia.Essa può verificarsi solo in riferimento rotante.Forza
Coriolis scopre che quando i corpi si muovono frame di riferimento relativamente rotanti su di essi, in aggiunta alla forza centrifuga di inerzia agisce un'altra forza - Coriolis.È sempre perpendicolare al vettore velocità del corpo V, che significa che non esegue alcun lavoro sul corpo.Si precisa che la forza di Coriolis si manifesta solo quando il corpo si muove rispetto ad un sistema di riferimento non inerziale, che effettua la rotazione.La formula è la seguente:
Poiché il espressione (v * ω) è un prodotto vettoriale di vettori tra parentesi, si può concludere che la direzione della forza di Coriolis è determinato dalla regola rispetto ad essi. La sua unità è:
C'è Ө - è l'angolo tra la vettori v e ω .
In conclusione
inerzia - è un fenomeno incredibile che ogni giorno ognuno persegue un centinaio di volte, anche se noi non ce ne accorgiamo.Noi pensiamo che l'articolo vi ha dato risposte importanti alle domande su ciò che l'inerzia di che forza e momenti di inerzia, che ha scoperto il fenomeno di inerzia. sicuro che chiedevamo.
