Wat is traagheid? Betekenis van die woord "traagheid". Die traagheid van 'n star liggaam. Bepaling van traagheidsmoment

Uit die alledaagse ervaring kan ons bevestig die volgende gevolgtrekking: die spoed en rigting van beweging van die liggaam kan slegs verander word tydens sy interaksie met ander liggaam. Dit gee aanleiding tot die verskynsel van traagheid, wat ons bespreek in hierdie artikel.

Wat is traagheid? Byvoorbeeld lewe Waarnemings

Dink aan die geval waar 'n liggaam op die eerste fase van die eksperiment is reeds aan die gang. Later sal ons sien dat die afname in die spoed en verhoed dat die liggaam kan nie plaasvind sonder toestemming, want die rede daarvoor is die effek op hom van 'n ander liggaam.

Jy het waarskynlik meer as een keer waargeneem hoe passasiers wat in openbare vervoer reis, skielik leun vorentoe tydens gerem of gedruk op sy kant op 'n skerp draai. Hoekom? Verduidelik verder. Wanneer, byvoorbeeld, atlete hardloop 'n sekere afstand, is hulle probeer om die maksimum spoed te ontwikkel. Loop deur die eindstreep, dit is reeds moontlik, en nie uit te voer, maar jy kan nie kort stop, en so die atleet hardloop 'n paar meter, dit wil sê, voer vryloop.

Uit bostaande voorbeelde kan afgelei word dat alle liggame het 'n funksie om die spoed en rigting van beweging te hou, sonder om terselfdertyd hulle onmiddellik verander later aksie van 'n liggaam. Ons kan aanneem dat in die afwesigheid van eksterne optrede van die liggaam en die behoud van die spoed en rigting van beweging so lank as wat jy wil. So, wat is traagheid? Dit bewaring verskynsel liggaam snelheid in die afwesigheid van blootstelling aan ander liggame.

Opening van traagheid

So 'n eienskap van liggame ontdek, die Italiaanse wetenskaplike Galileo Galilei. Op grond van hul eksperimente en redenasie, het hy aangevoer: as die liggaam reageer nie met ander liggame, dit is in 'n rustige staat, of beweeg eenvormig. Sy ontdekkings in die wetenskap as 'n wet van traagheid, maar in meer detail geformuleer dit Rene Dekart en Isaak Nyuton reeds in sy stelsel van wette geïmplementeer word.

Interessante feit: die traagheid, die definisie van wat ons het gelei tot Galileo, was beskou as in antieke Griekeland Aristoteles, maar as gevolg van die gebrek aan ontwikkeling van die wetenskap, is die presiese bewoording nie gegee nie. Newton se eerste wet lui soos volg: daar is
verwysingsraamwerk ten opsigte waarvan die liggaam wat beweeg stadig maar seker hou sy spoed konstant as dit nie enige ander liggaam funksioneer. Formule traagheid in een en opgesom op die regte pad, maar onder ons gee baie ander formules openbaar sy eienskappe.

die traagheid van liggame

Ons weet almal dat menslike spoed, motor, trein, skip of ander liggame verhoog geleidelik, wanneer hulle begin om te beweeg. Almal van julle het die bekendstelling van missiele op TV of neem af van die vliegtuig by die lughawe gesien - hulle verhoog die spoed is nie woelig, maar geleidelik. Toesig, asook daaglikse praktyk dui daarop dat alle liggame het 'n algemene kenmerk: die spoed van die beweging van liggame in die proses van hul interaksie is geleidelik verander, en daarom het hulle nodig het om te verander vir 'n rukkie. Hierdie funksie van die telefoon genoem traagheid.

Alle inerte liggaam, maar nie almal van dieselfde traagheid. Van die twee interaksie liggame sal dit hoër in die orde, wat 'n laer versnelling sal verkry word. So, byvoorbeeld, wanneer die afvuur van die vuurwapen minder versnelling as die patroon. Wanneer die wedersydse afstoting van die volwassene en die kind 'n volwassene skater ontvang 'n laer versnelling as die kind. Dit dui daarop dat die traagheid van 'n volwassene meer.

Om die traagheid liggame het 'n spesiale waarde aangegaan kenmerk - liggaam gewig, is dit gewoonlik aangedui deur die letter m. Ten einde in staat te wees om die massas van verskillende liggame vergelyk, moet die massa van enige van hulle word beskou as die eenheid. Haar keuse kan willekeurig wees, maar dit moet gerieflik vir praktiese gebruik nie. Die SI-eenheid van massa het spesiale verwysing gemaak van 'n harde legering van platinum en iridium. Dit is ons almal bekende naam - kilogram. Dit is bekend dat die traagheid van 'n star liggaam is van 2 tipes: die translasie en rotasie. In die eerste geval, die mate van traagheid is die massa, in die tweede - die traagheidsmoment, wat ons later sal bespreek.

traagheidsmoment

Sogenaamde skalaar fisiese hoeveelheid. Die SI-eenheid van traagheidsmoment is kg · m ^2. A veralgemeen formule is soos volg:

Hier m _i - is die massa van die punte van die liggaam, r _i - is die afstand vanaf die liggaam na die z-as punte in die ruimtelike koördinaatstelsel. In verbale interpretasie kan ons sê dat die traagheidsmoment bepaal word deur die som van produkte van elementêre massa vermenigvuldig met die kwadraat van die afstand na die basis stel.

Daar is nog 'n formule, wat gekenmerk word deur 'n sekere traagheidsmoment:

Daar dm - selmassa, r - die afstand vanaf die element om die dm z-as. Mondelings geformuleer kan word as: traagheidsmoment van massa punte van die stelsel, of met betrekking tot die paal liggaam (punt) - is die algebraïese som van produkte van die massa van die materiaal punte waaruit die liggaam, die kwadraat van die afstand van 0 tot paal.

Dit is noemenswaardig dat daar 2 soorte traagheidsmomente - aksiale en sentrifugale. Daar is ook so 'n ding soos die skoolhoof traagheidsmomente (GMI) (met betrekking tot die skoolhoof asse). As 'n reël, is hulle altyd duidelike. Nou kan ons die traagheidsmomente vir baie liggame bereken (silinder, skyf, gebied, cone, gebied, en so aan.), Maar ons sal nie delf in die verfyning van alle formules.

verwysingstelsel

Die eerste wet van Newton het gehandel oor die uniform reglynige beweging, wat gesien kan word net in 'n sekere verwysingsraamwerk. Selfs 'n geskatte ontleding van die meganiese verskynsels toon dat die wet van traagheid nie uitgevoer word in alle verwysingstelsels.

Dink aan 'n eenvoudige eksperiment: ons sit die bal op 'n horisontale tafel in die motor en sy beweging waar te neem. As die trein sal wees in 'n toestand van rus relatief tot die Aarde, dan die bal sal kalm solank ons nie reageer op dit deur 'n ander liggaam (bv, hand) te hou. Daarom, in 'n verwysingstelsel wat verband hou met die aarde, die wet van traagheid hou.

Stel jou voor dat die trein eenvormig en reguit gaan uit die aarde. die toestand van eenvormige beweging - dan, in 'n verwysingstelsel wat verband hou met die trein, die bal sal die toestand van die gees, en die een wat verband hou met die aarde, te red. Daarom is die wet van traagheid uitgevoer nie net in die verwysingsraamwerk wat verband hou met die aarde nie, maar ook in alle ander beweeg relatief tot die Aarde eenvormig en reguit.

Stel jou nou voor dat die trein spoed optel vinnig of skielik draai (in alle gevalle, is dit versnel relatief tot die Aarde). Dan, soos voorheen, die bal hou 'n uniform en reglynige beweging, wat hy voor die spoed trein het. Maar met betrekking tot die bal trein self kom uit 'n toestand van rus, alhoewel daar geen liggaam wat dit sou afgelei van hom. Dit beteken dat in die verwysingsraamwerk wat verband hou met die versnelling van die trein met betrekking tot die aarde, die wet van traagheid is gebreek.

So, is die raam waarin jy die wet van traagheid traagheid genoem. En diegene wat nie uitgevoer word, - nie-traagheid. Definieer hulle eenvoudig: as die liggaam beweeg eenvormig in 'n reguit lyn (in sommige gevalle - is 'n kalmte), die traagheid stelsel; Indien die mosie is ongelyk - nie-traagheid.

traagheid krag

Dit is 'n redelik gewaardeer die konsep, en so probeer om so veel as moontlik om dit te oorweeg in detail. Hier is 'n voorbeeld. Jy staan stil in die bus. Skielik begin hy om te beweeg, en dus besig om versnelling. Jy sal leun terug verby. Maar hoekom? Wie is jy getrek? Van die oogpunt van 'n waarnemer op die aarde (traagheid verwysingstelsel) jy in plek bly, terwyl uitgevoer word om die eerste wet van Newton. Van punt die waarnemer se siening in die bus, begin jy agteruit gaan, asof onder enige krag. Trouens, jou bene, wat verbind is deur wrywing met die vloer van die bus, gaan voort met dit, en jy,
verloor sy balans, moes hy terugval. Dus, om die beweging van die liggaam te beskryf in 'n nie-traagheid verwysingsraamwerk is dit nodig om te stel en rekening hou met die bykomende kragte wat op die deel van die liggaam bande met so 'n stelsel. Hierdie kragte is kragte van traagheid.

Neem asseblief kennis dat dit is fiktiewe, want daar is nie 'n enkele liggaam of die veld, onder die invloed van wat jy begin om te beweeg in die bus. Newton se wette van die traagheid kragte is nie van toepassing, maar om dit te gebruik saam met die "regte" magte toelaat om beweging in arbitrêre nie-traagheid verwysing stelsels met behulp van verskillende instrumente te beskryf. Dit is die hele punt van die insette magte van traagheid.

So, nou weet jy wat is die traagheid traagheidsmoment en traagheid verwysing stelsels, traagheid kragte. Aanbeweeg.

Translasie beweging stelsels

Veronderstel dat sommige liggaam in 'n nie-traagheid verwysingsraamwerk beweeg met versnelling a ₀ relatief tot traagheid krag optree F. Vir 'n nie-traagheid vergelyking analoog Newton se tweede wet het die vorm:

Waar 'n ₀ - 'n liggaam versnelling van massa m, wat veroorsaak word deur die krag F in vergelyking met 'n nie-traagheid verwysingsraamwerk; _Іn F - die krag van _traagheid. Die krag F op die regterkant is die "regte" in die sin dat dit die gevolg interaksie van vaste stowwe, afhangende net op die verskil van die koördinate en snelhede van die interaksie materiaal punte wat nie van een raam na 'n ander, beweeg translationally. Daarom is dit nie verander en die krag F. Dit is invariant met betrekking tot so 'n oorgang. En hier ontstaan _іn F nie as gevolg van die interaksie van liggame, maar as gevolg van die versnelde beweging van die verwysingstelsel, en dit is waarom dit is die verandering teen 'n vinnige oorgang na 'n ander stelsel, so dit is nie invariant.

Die sentrifugale krag van traagheid

Kyk na die gedrag van liggame in 'n nie-traagheid verwysingsraamwerk. XOY roteer relatief tot die traagheid stelsel beteken dat ons aanvaar die aarde teen 'n konstante hoeksnelheid ω. 'N Voorbeeld is die stelsel in die figuur hieronder.

Hierbo toon die skyf, waar die radiaal vaste stok en geklee in 'n blou bal, "vasgebind" na die stasie as van die elastiese tou. Totdat die skyf roteer, is die tou nie vervorm. Maar unscrewing die skyf kraal geleidelik tou strek tot _vgl elastiese krag F nie so dat die bal is die produk van massa m by sy normale versnelling a _n = -ω ² R, maw F = -mω _vgl ² _R, waarin geword R - is die radius van die sirkel wat die gloeilamp beskryf tydens rotasie om die stelsel.

As die hoeksnelheid ω skyf konstant bly, en die bal sal ophou beweging met betrekking tot die as OX. In hierdie geval relatief XOY verwysingstelsel is wat verband hou met die skyf, sal die bal in 'n toestand van rus. Dit word verklaar deur die feit dat in hierdie stelsel, bykomend tot die krag F _Wed, tree op die bal F _CF traagheid, wat gerig is op 'n radius van die skyf rotasie. Krag, omdat jy die beliggaming, as in die onderstaande formule, genaamd die sentrifugale krag van traagheid. Dit kan slegs plaasvind in roterende verwysingsraamwerke.

Corioliskrag

Dit blyk dat wanneer die liggame beweeg met betrekking tot die roterende verwysingsraamwerk, om hulle, bykomend tot die sentrifugale kragte van traagheid, bedryf 'n ander krag - die Coriolis. Dit is altyd loodreg op die vektor V spoed van die liggaam, wat beteken dat dit nie 'n werk nie uit te voer op die liggaam. Ons beklemtoon dat die Corioliskrag manifesteer net vir die liggaam beweeg met betrekking tot 'n nie-traagheid verwysingsraamwerk, wat in opdrag van die rotasie. Sy formule is soos volg:

Sedert die uitdrukking (v * ω) word gegee deur die vektorproduk van vektore in hakies, dan kan dit afgelei word dat die rigting van die Corioliskrag word bepaal deur die regterhandreël met betrekking tot hulle. Sy eenheid is:

Hier Ө - is die hoek tussen die vektore v en w.

Ter afsluiting

Traagheid - dit is 'n ongelooflike verskynsel wat daagliks spook elke mens honderde kere, selfs al is ons dit nie agterkom nie. Ons dink dat die artikel wat u belangrik antwoorde gegee op vrae oor wat is traagheid, wat is die krag en traagheidsmomente, wat die verskynsel van traagheid ontdek. Seker, dit was interessant.