Din experienta de zi cu zi, putem confirma următoarea concluzie: viteza și direcția de mișcare a corpului poate fi schimbat numai în timpul interacțiunii cu un alt corp.Aceasta dă naștere la fenomenul de inertie, pe care le discutăm în acest articol.
Ce este inerție?Exemplu de observații de viață
considera cazul când unele organism la etapa inițială a experimentului este deja în mișcare.Mai târziu vom vedea că reducerea vitezei și a opri organismul nu poate avea loc fără permisiunea, deoarece motivul pentru care este efectul asupra lui de un alt corp.
Probabil au mai mult de o dată vazut ca pasagerii care călătoresc în camion brusc apleca înainte în timpul frânării sau presat la partea de la punctul de cotitură.De ce este asta?Explica în continuare.Când, de exemplu, sportivii rula o anumită distanță, ele încearcă să dezvolte viteza maximă.Rularea prin linia de sosire, nu este posibil să aveți pentru a rula, dar nu se poate opri scurt, și, prin urmare, sportivul execută câțiva metri, care este, comite la coasta.
Din exemplele de mai sus, se poate concluziona că toate corpurile au o caracteristică de a păstra viteza și direcția de deplasare, fără a se putea în același timp să le schimbe instantaneu ulterior acțiune a unui organism.Putem presupune că, în absența acțiunii externe va menține corpul și viteza și direcția de deplasare, atâta timp cât doriți.Deci, ce este inerție?Acest fenomen a salva viteza corpului în absența expunerii la alte organisme.
Deschiderea inerție
Această proprietate a organelor descoperit savantul italian Galileo Galilei.Bazat pe experimente și raționamente lor, a argumentat el: dacă organismul nu reacționează cu alte organisme, aceasta este fie într-o stare de liniște sau miscari uniform.Descoperirile sale au intrat într-o știință ca legea inerție, dar în detaliu Rene Descartes formulat, și chiar Sir Isaac Newton a introdus în sistemul său juridic.
fapt interesant: inerție, care ne-a condus la definirea Galileo, a fost considerat în Grecia antică Aristotel, dar din cauza lipsei de dezvoltare a științei, formularea exactă nu a fost dat.Prima lege a lui Newton spune: există cadru
de referință cu privire la care organismul care se deplasează înainte, viteza rămâne constantă în cazul în care nu operează nici un alt organism.Formula de inerție în aceeași formă generală și nu, dar sub prezentăm un set de alte formule, dezvăluind caracteristicile sale.Organismele
inertie
Știm cu toții că viteza de o persoană, masina, trenul, nave sau alte organisme crește treptat, când încep să se miște.Toți ați văzut lansarea de rachete la TV sau decolarea aeronavelor de la aeroport - acestea sporesc viteza nu este sacadat, dar treptat.Observații și practica de zi cu zi spun că toate corpurile au o trăsătură comună: viteza de mișcare a organismelor în procesul de interacțiune a acestora se schimbă treptat, și, prin urmare au nevoie pentru a schimba pentru o vreme.Această caracteristică se numește inerția organelor.
tot corpul inert, dar nu la toate în același inerția.Dintre cele două organisme care interacționează, aceasta va fi mai mare în ordinea, care va dobândi o accelerare mai mic.Astfel, de exemplu, în cazul arderii arma devine mai puțin decât accelerație cartușul.În cazul în care respingerea reciprocă a patinator adult adult și copil primește mai puțin decât accelerare a copilului.Acest lucru indică faptul că o mai mare adult inerție.
Pentru a caracteriza inerția organelor au introdus o valoare deosebită - masa corpului, de obicei este notat prin m .Pentru a putea compara masa de organisme diferite, masa de nici una dintre ele trebuie luată în considerare o unitate.Alegerea ei poate fi arbitrară, ci trebuie să fie convenabil pentru utilizarea practică.Greutatea unității SI au o referire specială realizată dintr-un aliaj dur de platină și iridiu.Ea poartă un nume știm cu toții - kilogram.Trebuie remarcat faptul că inerția corpului solid acolo 2 tipuri: translațională și rotație.În primul caz este o măsură a inerției masei, în al doilea - momentul de inerție, pe care le vom discuta mai târziu.
inerție
Deci numit mărime fizică scalară.Unitatea SI de moment de inerție este kg * m2 .O formulă generalizată este:
Nu mi - o masă de puncte ale corpului, r i - distanța de la punctele corpului pe axa Z în spațială sistem de coordonate.Interpretarea verbală poate spune acest lucru: momentul de inerție este determinată de suma de produse de masă elementar înmulțită cu pătratul distanței de la setul de bază.
există o altă formulă, caracterizată printr-o anumită inerție:
Nu dm - element de masă, r - distanța de la dm element axa z .Verbal poate fi formulată după cum urmează: momentul de inerție a sistemului de puncte materiale, sau în raport cu corpul pol (punct) - este suma algebrică a produsului a maselor de puncte materiale care alcătuiesc corpul, pătratul distanței lor la polul 0.
Este demn de menționat faptul că există două tipuri de momente de inerție - Axialși centrifugal.Există, de asemenea, un astfel de lucru ca momentele principale de inerție (GMI) (în raport cu axele principale).Ca o regulă, ele sunt întotdeauna distincte.Acum putem calcula momentele de inerție mai multe corpuri (cilindru, disc, sfera, con, sferă, și așa mai departe.), Dar nu va intra în clarificarea toate formulele.Sisteme de referință
Prima lege a lui Newton sa ocupat de mișcarea rectilinie uniformă, care poate fi văzut doar într-un anumit cadru de referință.Chiar analiza aproximativă a fenomenelor mecanice arată că legea de inerție nu este efectuată în toate cadrele de referință.
Luați în considerare un experiment simplu: a pus mingea pe o masă orizontală în mașină și urmăriți mișcările lui.Dacă trenul este într-o stare de spirit cu privire la Pământ, iar mingea păstrarea calm, atâta timp cât noi nu acționăm pe el orice (de exemplu, mână) alt organism.Prin urmare, în sistemul de referință care este asociat cu Pamantul, se face legea inerției.
Imaginați-vă că trenul va merge în raport cu Pământul uniform si drept.Apoi, într-un sistem de referință care este asociat cu trenul, mingea va salva starea de spirit, si cel care este asociat cu Pamantul - starea de uniforme și mișcare rectilinie.Prin urmare, legea de inerție se realizează nu numai în cadrul de referință asociate cu pământ, ci și în toate celelalte raport trecerea de Pământ uniform si drept.
Acum imaginați-vă că trenul prinde viteză repede sau brusc se transformă (în toate cazurile, se misca cu acceleratie față de pământ).Apoi, ca și mai înainte, mingea menține uniformă și rectilinie mișcare, pe care el a avut-o înainte accelerarea trenului.Cu toate acestea, în ceea ce privește trenul minge se iese din starea de liniște, deși nu organisme care au o retras de la el.Acest lucru înseamnă că, în cadrul de referință asociat cu accelerarea trenului în raport cu pământul, legea inerției este rupt.
Astfel, sistemul de referință în care legea de inerție sunt numite inerțial.Cei care nu sunt efectuate - nu inerțial.Identificarea lor, pur și simplu: dacă organismul se mișcă uniform în linie dreaptă (în unele cazuri - este calm), sistemul inerțial;dacă mișcarea inegale - non-inerțial.
inerție
Este o noțiune destul de de un multi-evaluate și, prin urmare, va încerca pe cât posibil să-l ia în considerare în detaliu.Aici este un exemplu.Stai liniștit în autobuz.Dintr-o data el începe să se miște, și de a obține astfel de accelerare.Veți lăsa pe spate trecut.Dar de ce?Cine trage?Din punctul de vedere al unui observator de pe Pamant (sistem de referință inerțial) stai pe loc, în timp ce satisface prima lege a lui Newton.Din punctul de vedere al unui observator în autobuz, începi merge înapoi, ca prin orice forță.De fapt, picioarele, care sunt conectate prin frecarea cu podeaua de autobuz, merge mai departe cu ea, și tu,
pierdut echilibrul, a trebuit să se retragă.Astfel, pentru a descrie mișcarea corpului într-un cadru non-inerțial de referință, și să ia în considerare necesitatea de a introduce forțe suplimentare care acționează din partea relațiilor corpului cu un astfel de sistem.Această forță este forța de inerție.
Trebuie menționat că acestea au fost fictive, deoarece nu există nici un singur organism sau domeniu sub influența de care a început să se miște în autobuz.Legile lui Newton la forțele de inerție nu se aplică, cu toate acestea, să le folosească, împreună cu forțele "reale" permite pentru a descrie mișcarea în sisteme de referință non-inerțiale de arbitrare folosind diferite instrumente.Aceasta este ideea de forțele de intrare de inerție.
Deci, acum știi ce inerție, moment de sisteme de inerție și de inerțiale, forțe de inerție.Ne mutăm mai departe.
Sisteme de mișcare de translație
presupunem că unele organism într-un cadru de referință non-inerțial în mișcare cu accelerația A0 o forță inerțială acționează F. Pentru un analog ecuație non-inerțial al doilea legea lui Newton are forma:
Unde A0 - este accelerarea unui corp cu masa m , care este cauzat de F vigoare cu privire la un cadru non-inerțial de referință;Fіn - forța de inerție.Forță F de pe partea dreapta este "real", în sensul că acesta este interacțiunea rezultă organelor, în funcție doar pe diferența de coordonatele și vitezele de interacțiune puncte materiale care nu schimbă de la un cadru la altul, se deplasează în mod constant.De aceea, aceasta nu se schimbă și forța F. Este invariant în raport cu tranziția.Dar Fіn nu apare din cauza interacțiunii organelor, dar din cauza mișcării rapide a cadrului de referință, care este motivul pentru care se schimba la o tranziție accelerată la un sistem diferit, deci nu este invariant.
forța centrifugă de inerție
considerare comportamentul organismelor într-un cadru non-inerțial de referință.XOY rotește în raport cu sistemul inerțial, înseamnă că își asumă Pământul la o ω constantă viteza unghiulară.Un exemplu este sistemul în figura de mai jos.
de mai sus arată unitatea în care tija montat radial și purtând o șirag de mărgele albastru, "legat", cu axa de disc coarda elastică.În timp ce unitatea nu se rotește, coarda nu este deformat.Cu toate acestea, unitatea de derulare mingea un pic întinde o funie până la forța elastică favg nu fie astfel încât să fie egală cu greutatea balonul m sa normală accelerare Apt = -ω2R, adică favg = -mω2R , în care R - este raza cercului care descrie în timpul rotației în jurul balonului sistemului.
Dacă unghiulară viteza ω disc rămâne constantă, atunci mingea se va opri mișcarea relativă a OX axa.În acest caz, în raport cu xOy cadru, care este asociat cu discul, mingea va fi într-o stare de calm.Aceasta se explică prin faptul că în acest sistem, în plus față de forța favg , bilă la forța de inerție FCF , care este direcționat de-a lungul razei de axa de rotație a discului.Silane având forma ca în formula arătată mai jos, numit forța centrifugă de inerție.Ea poate avea loc doar în cadrul rotativ.
Coriolis vigoare dovedește că, atunci când organismele muta cadre de referință relativ rotative pe ele, în plus față de forța centrifugă de inerție acționează o altă forță - a Coriolis.Este întotdeauna perpendicular pe vectorul viteză al corpului V, ceea ce înseamnă că nu realizează lucrările de pe corp.Subliniem că forța Coriolis se manifestă numai atunci corpul se deplasează în raport cu un sistem de referință non-inerțial, care efectuează rotația.Formula sa este următoarea:
Deoarece expresie (v * ω) este un produs vectorial al vectorilor în paranteze, se poate concluziona că direcția forței Coriolis este determinată prin regula de degetul mare în raport cu acestea.Unitate ei este:
Există Ө - este unghiul dintre vectorii v și ω .
In concluzie
inerție - este un fenomen uimitor că în fiecare zi, fiecare persoană își desfășoară o sută de ori, chiar dacă nu-l observa.Credem că articolul va dat răspunsuri la întrebări importante despre ce inerția ce putere și momente de inerție, care a descoperit fenomenul de inerție. -vă că s-au mirat.
