Инерция не? деген сөз «инерция» мағынасы. Қатты дененің инерция. инерция моментін анықтау

дененің қозғалыс жылдамдығы мен бағыты басқа органға оның өзара кезінде ғана өзгертуге болады: күнделікті тәжірибесінен біз мынадай қорытынды растай аласыз. Бұл біз осы мақалада талқыланады инерция құбылыс, туындатады.

инерция не? Мысал өмір бақылау

эксперимент бастапқы сатысында кез-келген орган қозғалыс қазірдің өзінде жағдайын қарастырайық. Кейінірек біз жылдамдығы деп төмендеуі көріп және бұл себеп басқа органның оған әсер, өйткені дене, рұқсатынсыз орын алуы мүмкін емес тоқтайды.

Сіз, бәлкім, бір рет қоғамдық көлікте саяхат жолаушы, кенеттен күрт бұрылысында тежелуі немесе оның жағында басылған кезінде алға сүйеп қалай байқалады артық. Неге? әрі қарай түсіндіріңіз. Мысалы, спортшылар белгілі бір қашықтықты іске қосқан кезде, олар барынша жылдамдығы дамытуға тырысады. мәреге арқылы жүгіру, ол қазірдің өзінде болады, және іске қосу үшін емес, бірақ сіз қысқа тоқтату мүмкін емес, сондықтан спортшы бірнеше метр іске қосылады, яғни, каботаждық орындайды.

жоғарыда келтірілген мысалдар, бұл бір уақытта алатын болмай бірден оларға дене кейінірек әрекетті өзгерту, барлық органдар қозғалыс жылдамдығы мен бағытын сақтауға мүмкіндік бар деген қорытынды жасауға болады. Біз дененiң сыртқы іс-шаралар болмаған деп болжауға және ұзақ сіз қалаған қозғалыс жылдамдығы мен бағытын сақтай аласыз. Сондықтан, инерция қандай? басқа органдарға әсер болмаған Бұл құбылыс сақтау орган жылдамдығы.

инерция ашылуы

табылған органдарының Мұндай меншік, итальян ғалымы Галилео Галилей. олардың эксперименттер және пайымдау негізінде, ол бекітеді: дене басқа да органдармен жауап бермейді, егер ол тыныш күйде, немесе біркелкі жылжиды. Оның жаңалықтар инерция заң ретінде ғылымда енгізілген, бірақ егжей-тегжейлі Рене Dekart және қазірдің өзінде заңдар өз жүйесінде іске Исаак Nyuton оны тұжырымдаған.

Қызықты дерек: инерция, анықтау Galileo бізді соқты, ежелгі Грекия Аристотель қаралды, бірақ, өйткені ғылымның дамуына болмауы, нақты тұжырымын берілген жоқ. Ньютонның бірінші заңы былай делінген: бар
ол кез келген басқа да бiрлестiгiн жұмыс істемейді, егер тұрақты жылжиды орган оның жылдамдығы тұрақты сақтайды, ол қатысты анықтама жақтау. Формула бірінде инерция және желіден тыс қорытындыланды бірақ біз басқа да көптеген формулалар бере төмен, оның сипаттамалары көрсетеді.

органдарының инерция

Біз бәріміз білеміз адам жылдамдығы, олар қозғала бастағанда автомобиль, поезд, кеме немесе басқа да органдар, біртіндеп арттырады. Барлық сіз теледидардан зымыран іске қосу көрген немесе әуежайында әуе кемелерінің өшіру отырып - олар жылдамдықты Өзгергіштік емес, көбейту, бірақ бірте-бірте. олардың өзара іс-қимыл процесінде органдарының қозғалыс жылдамдығы біртіндеп өзгеріп жатыр, сондықтан олар біраз уақыт өзгерту қажет: қадағалау, сондай-ақ күнделікті тәжірибе барлық органдар ортақ мүмкіндікті бар деп болжайды. телефон Бұл функция инерциясы деп аталады.

Барлық инертті дене, бірақ барлығы бірдей инерция. Екі өзара іс-қимыл органдарының ол төменгі жеделдетуге сатып алады, ол тәртіппен жоғары болады. Сондықтан, мысалы, мылтық ату кезінде картриджінің кем жеделдету болып. Кезде ересек өзара отталкивания және бала ересек сырғанаушы баланың төмен жеделдету алады. Бұл көп ересек инерция көрсетеді.

инерция органдары арнайы мәні енді сипаттайтын - дене салмағын, ол әдетте хат м белгіленеді. түрлі органдардың массасының салыстыру мүмкіндігі болуы үшін, олардың кез-келген бұқаралық бірлігі ретінде қарастырған жөн. Оның таңдау ерікті болуы мүмкін, бірақ ол іс жүзінде пайдалану үшін ыңғайлы болуы керек. массасының СИ бірлігі платина және иридий қатты қорытпасынан жасалған арнайы сілтемені алды. килограмм - Ол сондай-ақ белгілі аты бәріміз болып табылады. трансляциялық және айналмалы: Бұл қатты дененің инерция 2 түрлерін екенін атап өтті. Бірінші жағдайда, инерция шара екінші, бұқаралық - біз кейінірек талқылайды инерция моменті.

инерция моменті

Сондықтан скаляр физикалық шама деп аталады. инерция моментін СИ бірлігі м ² · ^кг. төмендегідей А жалпылама формуласы:

Мұнда, м _і - дене нүктелерінің массасы, R _і - кеңістіктік координаттар жүйесінде Z-осі ұпай органның қашықтық. ауызша түсіндіру біз инерция моменті базалық жиынына қашықтықта квадрат көбейтіледі қарапайым массасының өнімдерін сомасы анықталады деп айтуға болады.

инерция белгілі бір сәтте сипатталады басқа формула, бар:

Онда дм - жасуша бұқаралық, R - элементінен Д.М. Z осіне дейінгі қашықтық. Ауызша ретінде тұжырымдауға болады: жүйенің жаппай нүктелерінің инерция моменті, немесе полюсті орган (нүкте) қатысты - полюске 0 қашықтықта шаршы, денесін құрайтын материалдық нүктелер массасының өнімдерін алгебралық сомасы болып табылады.

осьтік және тепкіш - Ол инерция моменттерін 2 түрі бар екенін атап өткен жөн. инерция негізгі сәттерді сияқты нәрсе (GMI) (осьтерінің қатысты), сондай-ақ бар. Әдетте, олар әрқашан айқын болып табылады. Енді біз көптеген органдардың (цилиндр, диск, сала, конус, сала және т.б.). Арналған инерция сәттерді есептеуге болады, Бірақ біз барлық формулалардың нақтылау Қопа емес.

анықтамалық жүйесі

Ньютон бірінші заңы тек анықтама белгілі бір шеңберінде көруге болады тең сызықты қозғалысын, қаралады. механикалық құбылыстардың Тіпті шамамен талдау инерция заңы барлық анықтамалық шеңберінде жүзеге емес екенін көрсетеді.

қарапайым эксперимент қарастырайық: біз машинада көлденең үстелге доп салып және оның қозғалысын сақтауға. поезд Жерге тыныштық қатысты күйде болады болса, онда шар әзірге біз басқа органға (мысалы, қолмен) оған әрекет емес, сондай-ақ тыныш сақтайды. Сондықтан, Жер байланысты анықтамалық жүйесінде, инерция заңы өткізеді.

поезд біркелкі Жерден барып тікелей деп елестетіп көріңізші. бірыңғай қозғалыс мемлекеттік - Содан кейін, поезда байланысты анықтамалық жүйесінде, доп ақыл жағдайын, және Жер байланысты бір, үнемдеуге мүмкіндік береді. Сондықтан, инерция заңы біркелкі және түзу Жерге жер байланысты сілтеме шеңберінде, сонымен қатар басқа да барлық қозғалатын қатысты ғана емес, жүзеге асырылады.

Енді (барлық жағдайларда, ол Жерге қатысты жедел) поезд тез қарқындап немесе кенеттен бұрылады деп елестетіңіз. Содан кейін, бұрынғыдай, доп бірыңғай және сақтайды сызықты қозғалысы, ол жеделдету пойыз бұрын болған. Оның оны шығарды еді ешқандай дене жоқ болғанымен, доп пойыз өзі қатысты, тыныштық күйде келеді. Бұл жерге пойыз қатысты жеделдету байланысты сілтеме шеңберінде, инерция заңы бұзылған екенін білдіреді.

Осылайша, сіз инерция заңы болып табылатын кадр инерциялық деп аталады. Ал сол, бұл жүзеге асырылады емес, - емес инерциялық. жай, оларды анықтаңыз: денесі бірқалыпты және түзу сызықты қозғалады, егер (кейбір жағдайларда - тыныштық болып табылады), инерциялық жүйесін; емес инерциялық - қозғалыс біркелкі болса.

инерция күші

Бұл өте тұжырымдамасын бағаланады, және, осылайша, оны егжей-тегжейлі қарастыруға мүмкіндігінше көріңіз табылады. Мұнда мысал. Сіз автобуста үндемей тұра. Кенеттен ол қозғала бастайды, және, осылайша, жеделдету ие. Сіз өткен артқа шалқаю болады. Бірақ неге? Сіз кім бұра? Жер туралы бақылаушы тұрғысынан (инерциялық анықтамалық жүйесі) Ньютон алғашқы заңын жүзеге асырылады, ал сіз, орнында қалады. автобуста көзқарасы байқаушының тұрғыдан алғанда, сіз кез келген күші астында болса, артқа бастайды. Шын мәнінде, автобустың едені бар үйкеліс арқылы қосылған сіздің аяғы, онымен алға, және сіз,
оның тепе-теңдік жоғалтып, ол қайтып құлап еді. Осылайша, сілтеме емес инерциялық кадрдың дененің қозғалысын сипаттау үшін енгізу және осындай жүйесімен дене байланыстарды тарапынан әрекет қосымша күштер ескеруі қажет. Бұл күштер инерция күштері болып табылады.

бірде-бір орган немесе далалық сіз автобуста жылжыту басталды, оның әсерінен, өйткені онда олар жалған екенін ескеріңіз. инерциялық күштер Ньютонның заңдары «нақты» күштер оларды бірге пайдалануға, алайда, қатысы жоқ АҚШ түрлі құралдарды пайдалана отырып еркін емес инерциялық анықтамалық жүйелерінде қозғалысын сипаттауға мүмкіндік береді. Бұл инерция кіріс күштерінің тұтас нүктесі болып табылады.

Сондықтан, енді сіз инерция және инерциялық анықтамалық жүйелер, инерциялық күштердің инерция сәті не екенін білесің. бойынша жылжыту.

Үдемелі қозғалыс жүйелері

емес инерциялық санау кейбір дене жеделдету бар ₀ қозғалатын делік инерциялық күші қатысты аналогтық Ньютонның екінші заңы нысанын бар емес инерциялық теңдеу үшін F. әрекет:

Қайда ₀ - анықтама емес инерциялық кадрға күші F туысы туындаған жаппай м, денесі жеделдету; _Іn F - _{инерция күші.} оң жағында күші F ол ол ауыстыру жылжымалы, бір кадрдың өзгертуге емес, өзара іс-қимыл материалдық нүктелер координаттарын және жылдамдықтарын айырмасы ғана байланысты қатты денелердің нәтижесінде өзара іс-қимыл болып табылады, бұл мағынада «нақты» болып табылады. Сондықтан, ол өзгертуге емес және күші F. Осындай көшу қатысты инвариантты. Ал мұнда _іn F туындайды емес, өйткені органдарының өзара іс-қимыл, бірақ, өйткені ол түрлі жүйесіне тез көшу кезінде өзгеріп сондықтан, сондықтан ол инвариантты емес анықтамалық жүйесін жеделдетіп қозғалыс.

инерция тепкіш күші

сілтеме емес инерциялық кадрдың органдарының әрекетін қарастырайық. XOY инерциялық жүйеге қатысты бұрылады біз тұрақты бұрыштық жылдамдығы Ом Жерге болжауға білдіреді. Мысал төменде суретте жүйесі болып табылады.

Жоғарыда, серпімді арқан жетегі осіне «байланған», радиалды тіркелген өзекшелі және көк доп киіп диск, көрсетеді. диск айналады дейін, арқан деформацияланған емес. _бұр серпімді күші F доп оның қалыпты жеделдету кезінде жаппай м өнімі болып табылады _N, онда = -ω ² R, яғни F = -mω _бұр ² _R, бұл мұндай бола емес, Дегенмен, әзірге диск Шарды босатқаннан біртіндеп арқан дейін созылып R - жүйенің айналасында айналу кезінде шамды сипаттайды шеңбердің радиусы болып табылады.

бұрыштық жылдамдығы ω диск тұрақты болып қалады, және доп осі OX қатысты қозғалыс тоқтайды. Егер Бұл жағдайда салыстырмалы XOY анықтамалық жүйесі дискіге байланысты, доп тыныштық күйде болады. Бұл жүйеде, күшіне F _{Ср қосымша,} доп F _CF инерция әрекет түсіндіріледі, ол айналу диск осінен радиусы бойымен бағытталған. нысанын бар Күш, төменде ретінде формула деп аталады тепкіш күш инерция. Ол тек сілтеме жақтаулар айналмалы орын алуы мүмкін.

Кориолис күші

Ол, инерция тепкіш күштер қосымша, оларға, органдар сілтеме айналмалы кадрға қатысты жылжытқанда екен тағы бір күш жұмыс істейді - Кориолис. Ол дене кез келген жұмысты орындауға емес, бұл дегеніміз, әрқашан дене векторы V жылдамдыққа перпендикуляр. Біз Кориолис күші дененің айналу жүзеге асыратын емес инерциялық санау, қатысты қозғалатын кезде ғана көрінеді деп атап көрсетеді. төмендегідей Оның формуласы:

өрнек (V * ω), содан кейін ол Кориолис күшінің бағыты оларға қатысты оң жақ ереже бойынша анықталады деп қорытынды жасауға болады, жақшада векторларының векторлық көбейтіндісі арқылы беріледі бастап. Оның бөлімшесі болып табылады:

Мұнда Ө - векторлары V және W арасындағы бұрыш болып табылады.

Қорытындылай келе

Инерция - бұл біз оны байқамай емес, тіпті, егер күнделікті рет әрбір адам болып табылатын жүздеген көздейді таңғажайып құбылыс бар. Біз мақала сізге инерция, қандай туралы сұрақтарға маңызды жауап берді, бұл инерция құбылыс ашылды инерция күші мен сәттерді, деп ойлаймын. Әрине, ол қызықты болды.