A partir da experiência cotidiana, podemos confirmar a seguinte conclusão: a velocidade ea direção do movimento do corpo só pode ser alterado durante a sua interação com outro corpo.Isto dá origem ao fenômeno de inércia, que discutiremos neste artigo.
O que é a inércia?Exemplo de observações vida
considerar o caso em que algum corpo na fase inicial da experiência já está em movimento.Mais tarde veremos que a redução da velocidade e parar o corpo não pode ter lugar sem a permissão, porque a razão para isso é o efeito sobre ele de um outro corpo.
Você provavelmente tem mais de uma vez vistos como os passageiros que viajam em caminhão de repente inclinar para a frente durante a frenagem ou pressionado para o lado no ponto de viragem.Por que é que?Explicar melhor.Quando, por exemplo, os atletas executar uma certa distância, estão a tentar desenvolver a velocidade máxima.Correndo através da linha de chegada, você não pode ter que correr, mas você não pode parar curto e, portanto, o atleta corre a poucos metros, ou seja, comprometendo-se a costa.
A partir dos exemplos acima, podemos concluir que todos os organismos têm uma característica de manter a velocidade ea direção do movimento, sem ser capaz, ao mesmo tempo alterá-las imediatamente posterior ação de um corpo.Podemos supor que, na ausência de acção externa irá manter o corpo ea velocidade ea direção do movimento, desde que você quiser.Então, o que é a inércia?Este fenómeno guardar a velocidade do corpo na ausência de exposição a outros organismos.
Abrindo inércia
Este estabelecimento de corpos descobriu o cientista italiano Galileu Galilei.Com base em suas experiências e raciocínio, ele argumentou: se o corpo não reage com outros organismos, ou é em um estado de tranquilidade ou se move de maneira uniforme.Suas descobertas tenham entrado em uma ciência como a lei da inércia, mas com mais detalhes Rene Descartes formulou, e até mesmo Sir Isaac Newton introduziu na sua ordem jurídica.
Fato interessante: inércia, o que nos levou à definição do Galileo, foi considerado na Grécia antiga Aristóteles, mas por causa da falta de desenvolvimento da ciência, o texto exato não foi dado.A primeira lei de Newton afirma: existem
quadro de referência em relação ao qual o corpo que se move para a frente, a velocidade se mantém constante se não operar qualquer outro organismo.A fórmula de inércia na mesma forma geral e não, mas abaixo apresentamos um conjunto de outras fórmulas, revelando suas características.Corpos
Inércia
Nós todos sabemos que a velocidade de uma pessoa, carro, trem, navio ou outros organismos aumenta gradualmente, quando eles começam a se mover.Todos vocês viram o lançamento de mísseis na TV ou decolando de aeronaves no aeroporto - eles aumentam a velocidade não é irregular, mas gradualmente.Observações e prática diária dizer que todos os organismos têm uma característica comum: a velocidade do movimento dos corpos no processo de sua interação está mudando gradualmente e, portanto, eles precisam mudar por um tempo.Esse recurso é chamado a inércia dos corpos.
Todo o corpo inerte, mas não em todos a mesma inércia.Dos dois corpos interactuantes, será maior no fim, o que irá adquirir uma aceleração mais pequena.Assim, por exemplo, quando disparar a arma torna-se menos do que a aceleração do cartucho.Quando a repulsão mútua do skater adulto e criança adulto recebe menos aceleração do que a criança.Isto indica que a maior inércia adulto.
Para caracterizar a inércia dos corpos introduziram valor especial - a massa do corpo, geralmente é denotada por m .A fim de ser capaz de comparar a massa de diferentes organismos, a massa de qualquer um deles deve ser considerada uma unidade.Sua escolha pode ser arbitrária, mas deve ser adequada para utilização prática.O peso da unidade SI tem uma referência especial feita de uma liga de platina duro e irídio.Ela usa um nome que todos nós sabemos - kg.Deve notar-se que a inércia do corpo sólido há dois tipos: o de translação e de rotação.No primeiro caso, é uma medida da inércia da massa, no segundo - o momento de inércia, a qual voltaremos mais adiante.
Inertia
Assim chamado quantidade física escalar.A unidade SI de momento de inércia é kg * m2 .A fórmula generalizada é:
Há mi - uma massa de pontos do corpo, r i - a distância entre os pontos do corpo para o z eixo no sistema de coordenadas espaciais.A interpretação verbal pode dizer o seguinte: o momento de inércia é determinada pela soma dos produtos de massa elementar multiplicada pelo quadrado da distância do conjunto de base.
Há uma outra fórmula, caracterizado por uma certa inércia:
Há dm - elemento de massa, r - a distância entre a dm elemento para o eixo z .Verbal pode ser formulado da seguinte forma: o momento de inércia do sistema de pontos materiais, ou em relação ao corpo pólo (ponto) - é a soma algébrica do produto das massas de pontos materiais que compõem o organismo, o quadrado de sua distância para o pólo 0.
Vale ressaltar que existem dois tipos de momentos de inércia - axiale centrífuga.Há também uma coisa como os principais momentos de inércia (GMI) (com respeito aos eixos principais).Como regra, eles são sempre distinto.Agora podemos calcular os momentos de inércia de muitos corpos (cilindro, disco, esfera, cone, esfera, e assim por diante.), Mas não vou entrar em esclarecer todas as fórmulas.Sistemas de referência
A primeira lei de Newton tratou do movimento retilíneo uniforme, o que pode ser visto apenas em um determinado quadro de referência.Mesmo análise aproximada de fenômenos mecânicos mostra que a lei da inércia não é realizada em todos os quadros de referência.
Considere um experimento simples: colocar a bola sobre uma mesa horizontal no carro e observar seus movimentos.Se o comboio está em um estado de espírito em relação à Terra, ea bola manter a calma enquanto não agirmos sobre ele qualquer outro organismo (por exemplo, a mão).Portanto, no sistema de referência que está associado com a Terra, a lei de inércia é realizada.
Imagine que o trem vai passar em relação à Terra de forma uniforme e em linha reta.Em seguida, num sistema de referência que está associado com o trem, a bola irá guardar o estado de espírito, e a que está associada com a terra - o estado de movimento uniforme e rectilínea.Portanto, a lei de inércia é realizado não só no quadro de referência associado com a terra, mas também em todos os outros em movimento em relação à terra de modo uniforme e linear.
Agora imagine que o trem ganha velocidade rapidamente ou de repente se transforma (em todos os casos, ele se move com aceleração em relação à Terra).Então, como antes, a bola mantém uniforme e rectilínea de movimento, que ele tinha antes de acelerar trem.No entanto, no que diz respeito ao próprio trem de bola emerge de um estado de tranqüilidade, embora nenhum corpo que se retiraram isso dele.Isto significa que, no quadro de referência associado com a aceleração do comboio em relação à terra, a lei de inércia é quebrado.
Assim, o sistema de referência em que a lei da inércia são chamados inercial.Aqueles que não são executadas - não inercial.Identificá-los simplesmente: se o corpo se move de maneira uniforme em uma linha reta (em alguns casos - é calma), o sistema inercial;se o movimento irregular - não-inercial.
Inertia
É uma noção muito de um multi-valorizados e, portanto, vai tentar, tanto quanto possível considerá-la em detalhe.Aqui está um exemplo.Você tranquilamente ficar no ônibus.De repente, ele começa a se mover, e, assim, ganhar aceleração.Você vai se inclinar para trás passado.Mas porquê?Quem você está puxando?Do ponto de vista de um observador na Terra (sistema de referência inercial) você permanecer no local, enquanto que satisfaça a primeira lei de Newton.Do ponto de vista de um observador no ônibus, você começa a andar para trás, como se por qualquer força.Na verdade, suas pernas, que são conectados pelo atrito com o chão do ônibus, vá em frente com ele, e você,
perdendo o equilíbrio, teve que cair para trás.Assim, para descrever o movimento do corpo de uma estrutura não-inercial de referência, e ter em conta a necessidade de introduzir forças adicionais que actuam sobre a parte do corpo com os laços de um tal sistema.Esta força é a força da inércia.
Note-se que eles eram fictícios, pois não há um corpo único ou o campo sob a influência do que você começou a se mover o ônibus.As leis de Newton para as forças de inércia não se aplicam, no entanto, para usá-los juntamente com as forças "reais" permite descrever o movimento em sistemas de através de diferentes ferramentas arbitrárias de referência não-inercial.Este é o ponto de entrada das forças de inércia.
Então agora você sabe o que a inércia, momento de inércia e sistemas inerciais, forças inerciais.Nós seguir em frente.
sistemas de movimento de translação
Suponha que algum corpo em um referencial não inercial movendo-se com a aceleração a0 uma força inercial atua F. Para um análogo da equação não-inercial segunda lei de Newton tem a forma:
Onde A0 - é a aceleração de um corpo com massa m , que é causada pela força F no que diz respeito a uma armação não-inercial de referência;Fіn - a força de inércia.A força F no lado direito é o "verdadeiro" no sentido de que é a interacção que resulta de órgãos, dependendo apenas da diferença das coordenadas e das velocidades de interagir pontos materiais que não se alteram a partir de um quadro para outro, em movimento constante.Por conseguinte, não se altera e a força F. É invariante no que diz respeito à transição.Mas Fіn não surge por causa da interação de corpos, mas por causa do rápido movimento do quadro de referência, que é por isso que está a mudar a uma transição acelerada para um sistema diferente, por isso não é invariável.
força centrífuga de inércia
considerar o comportamento de corpos em um quadro não-inercial de referência.Xoy roda em relação ao sistema inercial, significa que assumir a Terra a uma velocidade angular constante ω.Um exemplo é o sistema na figura abaixo.
acima mostra a unidade onde a haste montadas radialmente e vestindo um cordão azul, "obrigado" ao eixo do disco corda elástica.Enquanto a unidade não está girando, a corda não é deformada.No entanto, a unidade de desenrolamento da bola de um pequeno trecho de uma corda para cima até que a força elástica favg não ser tal que é igual ao peso da m bola sua aceleração normal Apt = -ω2R, ou seja favg = -mω2R , em que R - é o raio do círculo que descreve durante a rotação da bola em torno do sistema.
Se a velocidade angular ω disco mantém-se constante, então a bola irá parar o movimento em relação ao eixo OX.Neste caso, em relação ao quadro Xoy, que está associada com o disco, a bola estará em um estado de calma.Isto é explicado pelo facto de que, neste sistema, além da força favg , bola à força de inércia FCF, que é dirigido ao longo do raio do eixo de rotação do disco.Silanos com forma como na fórmula mostrada abaixo, chamada de força de inércia centrífuga.Isso só pode ocorrer na estrutura rotativa.Força
Coriolis Acontece que quando os corpos se movem quadros de referência relativamente rotativas sobre eles, além da força centrífuga de inércia atua outra força - os Coriolis.É sempre perpendicular ao vector de velocidade do corpo V, o que significa que ele não executa qualquer trabalho sobre o corpo.Salientamos que a força de Coriolis só se manifesta quando o corpo está em movimento em relação a um sistema de referência não inercial, que efectua a rotação.A sua fórmula é a seguinte:
Desde o expressão (v * ω) é um produto do vetor de vectores em parênteses, pode concluir-se que a direcção da força de Coriolis é determinada pela regra do polegar, em relação a eles. Sua unidade é:
Há Ө - é o ângulo entre os vetores v e ω .
Em conclusão
inércia - é um fenômeno surpreendente que a cada dia cada pessoa exerce uma centena de vezes, embora nós não notá-lo.Pensamos que o artigo lhe deu as respostas às perguntas importantes sobre o que a inércia do que força e momentos de inércia, que descobriu o fenômeno de inércia. certeza você estava pensando.
