Momento de inercia. Algúns detalles Mecánica Sólida

Un dos principios físicos básicos de interacción de sólidos é a lei da inercia, formulada polo gran Isaakom Nyutonom. Con este concepto que nos enfrontamos case todo o tempo, xa que ten unha gran influencia sobre as cousas materiais deste mundo, incluíndo o ser humano. Pola súa banda, unha tal cantidade física, como o momento de inercia, está intimamente ligado coa lei mencionado, para determinar a resistencia ea duración do seu efecto sobre os sólidos.

Desde o punto de vista da mecánica materiais, calquera obxecto pode ser descrito como sistema invariable e claramente estruturado (idealizada) de puntos, a distancia mutua entre os que non cambia en función do carácter do seu movemento. Esta visión permite calcular de forma precisa por fórmulas inercia especial substancialmente todos os sólidos. Outra matices interesante aquí é que calquera complexo que ten a máis intrincada camiño, o movemento pode ser representado como un conxunto de movementos simples no espazo: de rotación e translación. Tamén é moi fácil físicos de vida no cálculo do valor físico.

Para entender o que é o momento de inercia e que a súa influencia sobre o mundo arredor de nós é máis fácil, por exemplo, velocidade de cambio brusco do vehículo de pasaxeiros (freada). Neste caso, as pernas de pé rozamento pasaxeiro no chan a unha seducir. Pero, ao mesmo tempo en calquera impacto non será procesado corpo ea cabeza, de xeito que durante algún tempo seguirá a moverse coa mesma velocidade predeterminada. Como resultado, o pasaxeiro inclinarse para adiante ou caer. Noutras palabras, o momento de inercia da perna, atenuada pola fricción contra o chan, será considerablemente menor que os outros puntos do corpo. O patrón oposto é observado cun aumento acentuado na velocidade do bus ou o coche eléctrico.

O momento de inercia pode definirse como a cantidade física, igual á suma dos produtos de masas elementais (aqueles puntos sólidos individuais) polo cadrado da súa distancia dende o eixe de rotación. Desde esta definición segue-se que esta característica é unha cantidade de aditivo. En palabras simples, o momento de inercia do corpo de material igual á suma das súas partes parámetros semellantes: J = _J1 + _J2 + J ₃ ...

O indicador para os corpos de xeometría complexa, determínase experimentalmente. Temos que ter en conta moitos parámetros físicos diferentes, incluíndo a densidade do obxecto, que pode ser non uniforme nas súas distintas localizacións, creando o chamado diferenza de masa nos diferentes segmentos do corpo. Por conseguinte, as fórmulas estándar non son apropiadas. Por exemplo, o momento de inercia do anel cun determinado raio e densidade uniforme, que ten un eixe de rotación que pasa a través do seu centro, pode ser calculada mediante a seguinte fórmula: J = MR ^2. Pero deste xeito non vai funcionar para calcular o valor para embrulhar, as partes de que están feitos de materiais diferentes.

Un momento de inercia dunha esfera sólida e unha estrutura homoxénea pode ser calculada pola fórmula: J = 2 / 5mR ^2. No cálculo do índice para os órganos relativos aos dous eixes de rotación paralelos na fórmula un parámetro adicional - a distancia entre os eixes, indicado pola letra a. O segundo eixo de rotación está indicado coa letra L. Por exemplo, a fórmula pode tomar a forma seguinte: J = L MA ^2.

Experimentos coidadoso sobre o movemento inercial dos corpos ea súa interacción foron os primeiros realizados por Galileo no cruzamento dos séculos XVI e XVII. Permitiron que o gran científico, estaba á fronte do seu tempo, para establecer a lei básica da preservación dos corpos físicos do estado de repouso ou rectilíneo movemento en relación á Terra, na ausencia de exposición a outros corpos. A lei da inercia é o primeiro paso para establecer os principios físicos básicos de mecánica, mentres aínda moi vaga, indistinta e vaga. Newton posteriormente formulación das leis xerais do movemento dos corpos, incluídos no seu número ea lei da inercia.