Што е инерција? Значењето на зборот "инерција". Инертноста на круто тело. Одредување на моментот на инерција

Од секојдневното искуство можеме да потврдиме следниот заклучок: брзината и насоката на движење на телото може да се менува во текот на неговата интеракција со друг орган. Ова доведува до појава на инерција, кои ќе разговараат во овој член.

Што е инерција? забелешки пример живот

Да го разгледаме случајот каде што секој орган во почетната фаза на експериментот е веќе во движење. Подоцна ќе видиме дека намалувањето на брзината и да престане телото не може да се одржи без дозвола, бидејќи причина за тоа е ефект врз него на некој друг орган.

Најверојатно имате повеќе од еднаш забележал како патници кои патуваат во јавниот превоз, одеднаш се потпреме напред за време на сопирањето или притисне на својата страна на остар пресврт. Зошто? Објаснам. Кога, на пример, спортистите се кандидира на одредена далечина, тие се обидуваат да се развие максимална брзина. Се протега низ целната линија, тоа е веќе возможно, а не да се кандидира, но вие не може да го запре кратко, и така спортист трае неколку метри, односно ќе врши каботажен.

Од горенаведените примери може да се заклучи дека сите органи кои имаат функција да се задржи на брзината и правецот на движење, без да може во исто време веднаш да ги промените во акција на телото. Ние може да се претпостави дека во отсуство на надворешни активности на телото и зачувување на брзината и насоката на движење онолку долго колку што сакате. Значи, она што е инерција? Овој феномен конзервација брзина телото во отсуство на изложеност на други органи.

Отворање на инерција

Таков имот тела откриени, италијанскиот научник Галилео Галилеј. Врз основа на нивните експерименти и расудување, тој тврди: Ако телото не реагира со другите органи, што е во мирна состојба, или се движи рамномерно. Неговите откритија вклучени во науката како законот на инерција, но подетално го формулира Рене Декарт и Исак Њутн веќе имплементирани во својот систем на закони.

Интересен факт: на инерција, дефиницијата на кои нè доведоа до Галилео, се смета во античка Грција, Аристотел, но поради недостаток на развој на науката, точната формулација не е даден. Првиот закон на Њутн Тоа гласи: постојат
референтна рамка во однос на кои телото кое се движи постојано ја одржува брзината постојано и ако тоа не работи било кој друг орган. Формула инерција во еден и се сумирани подолу присутен, но ние им даде многу други формули ги открие нејзините карактеристики.

инертноста на органи

Ние сите знаеме дека човечки брзина, автомобил, воз, брод или други тела се зголемува постепено, кога ќе почнат да се движат. Сите од вас имаат видено лансирање на проектили на ТВ или полетување на авионот на аеродромот - тие ја зголемуваат брзината не е променлив, но постепено. Надзор, како и секојдневна практика укажува на тоа дека сите тела имаат една заедничка карактеристика: брзината на движењето на тела во процесот на нивната интеракција се менува постепено, и затоа тие треба да се промени за некое време. Оваа карактеристика на телефонот е наречена инерција.

Сите инертен тело, но не сите од ист инерција. Интеракција на двете тела ќе биде повисока во ред, што ќе се здобијат со пониски забрзување. Така, на пример, кога отпуштање пиштол станува помалку забрзување од кертриџот. Кога меѓусебно одбивање на возрасни и деца на лизгачката возрасни добива пониска забрзување од детето. Ова покажува дека на инерција на возрасен повеќе.

За да го карактеризираат инерција на тела имаат воведено специјални вредност - на телесната тежина, тоа е обично се означува со буквата m. Со цел да бидат во можност да се споредат маси на различни тела, на масата на било кој од нив треба да се смета на единицата. Нејзиниот избор може да биде произволна, но тоа мора да биде лесен за практична употреба. Единицата за масовно SI зеде посебен осврт изработени од цврст легура на платина и иридиум. Тоа е сите од нас добро познато име - килограм. Тоа е забележано дека инерцијата на круто тело е на 2 вида: на translational и ротација. Во првиот случај, мерката на инерција е масата, во втората - во моментот на инерција, која ќе се разговара подоцна.

момент на инерција

Т.н. скаларен физичка големина. Единицата на моментот на инерција SI е kg m². A генерализирана со формулата е како што следува:

овде m_i - е масата на точки на телото, r_i - тоа укажува оддалеченост од телото на оската z во просторниот координатен систем. Во усно преведување може да се каже дека во моментот на инерција се утврдува од страна на збирот на производи од основното масата помножена со квадратот на растојанието до базата на собата.

Постои уште една формула, која се карактеризира со одреден момент на инерција:

овде dm - точка на тежината, r - на растојание од елемент на dm-оската z. Вербално можат да се формулираат како: моментот на инерција на масата точки на системот, или во однос на пол тело (точка) - е алгебарскиот збир на производи од масата на материјалот точки што го сочинуваат телото, квадратот на растојанието од 0 до пол.

Вреди да се спомене дека постојат 2 вида на моменти на инерција - аксијален и центрифугални. Исто така постои такво нешто како главен моменти на инерција (GMI) (во однос на главните оски). Како по правило, тие се секогаш различни. Сега може да се пресмета моменти на инерција за многу тела (цилиндер, диск, сфера, конус, топка, и сл.), Но ние нема да истражувам во лицето на сите формули.

референтен систем

Првиот закон на Њутн се занимаваа со униформа праволиниско движење, што може да се види само во одредена референтна рамка. Дури приближна анализа механички феномени Тоа покажува дека законот на инерција не се врши во сите референтни рамки.

Да разгледаме еден едноставен експеримент: ние, стави топката на хоризонтална маса во автомобил и да ги набљудува неговото движење. Ако возот ќе биде во состојба на смиреност во однос на Земјата, тогаш топката ќе бидете мирни додека ние не дејствува на него од страна на друг орган (на пример, рака). Затоа, со референтен систем кој е поврзан со Земјата, законот на инерција држи.

Замислете дека возот ќе одат од Земјата рамномерно и исправен. Тогаш, со референтен систем кој е поврзан со воз, топката ќе го спаси состојба на умот, и оној кој е поврзан со Земјата, - состојбата на униформа движење. Затоа, законот на инерција се врши не само во референтна рамка поврзана со земјата, но и во сите други се движи во однос на Земјата рамномерно и исправен.

Сега замислете дека возот зема брзина брзо или нагло врти (во сите случаи, тоа е забрзана во однос на Земјата). Тогаш, како и досега, топката одржува во униформа и праволиниското движење, кој го имаше пред возот на брзо возење. Сепак, во однос на воз топката се доаѓа од состојбата на смиреност, иако не постои тело што ќе го извлечат од него. Ова значи дека во рамките на референтните поврзани со забрзување на возот во однос на земјата, законот на инерција е скршен.

Така, рамката во која ќе се законот на инерција се наречени инертен. И оние кои не се врши, - не-инертен. ги дефинираат едноставно: ако телото се движи рамномерно во права линија (во некои случаи - е смиреност), а потоа inertsialnaya- систем, ако нерамномерно движење - не-инертен.

инерција сила

Ова е прилично ценет концепт, и така да се обидат колку што е можно да го разгледа во детали. Еве еден пример. Ви застане тивко во автобус. Одеднаш тој почнува да се движи, а со тоа и стекнување на забрзување. Ќе се потпреме назад минатото. Но, зошто? Кој си ти да се повлече? Од гледна точка на набљудувач на Земјата на (Референтен систем инертен) ќе остане во место, додека врши првиот закон на Њутн. Од гледна точка на набљудувачот гледање во автобус, ќе почнете да оди наназад, како во ниту сила. Всушност, вашите нозе, кои се поврзани со триење со подот на автобусот, оди напред со тоа, а вие,
губење на рамнотежа, тој мораше да се вратиме назад. Така, за да се опише на движење на телото во не-инертен референтна рамка е потребно да се воведат и да се води сметка за дополнителни сили кои дејствуваат на дел од врски на телото со таков систем. Овие сили се сили на инерција.

Ве молиме имајте во предвид дека се фиктивни, бидејќи не постои еден орган или на полето, под влијание на кои почнаа да се движат во автобус. закони на Њутн на инерцијалните сили не се применуваат, сепак, да ги користите заедно со "вистински" сили ни овозможува да се опише движење во произволни не-инерцијални референтни системи со користење на различни алатки. Ова е целата поента на влезните сили на инерција.

Така, сега знаете што е инертноста момент на инерција и инерцијални референтни системи, инерцијалните сили. Да продолжиме.

Translational движење системи

Да претпоставиме дека некои тело во не-инертен референтна рамка се движи со забрзување и₀ во однос на инертен сила дејствува F. За не-инертен равенка аналог вториот закон на Њутн има форма:

каде и₀ - забрзување на телото со маса од m, која е предизвикана од страна на сила F во однос на не-инертен систем otscheta- F_іn - инерција сила_. F на сила на десната страна е "вистински" во смисла дека тоа е резултат на интеракцијата на цврсти материи во зависност само на разлика на координатите и брзини на интеракција материјал точки кои не се менуваат од една рамка на друг, се движи транслационо. Затоа, тоа не го менува, а од силата Ѓ е непроменлив однос на таква транзиција. но Ѓ_іn таму не затоа што на интеракција на телата, но поради забрзаното движење на референтниот систем, кој е зошто тоа се менува со брза транзиција на друг систем, така што не е непроменлив.

Центрифугалната сила на инерција

Размислете за однесување на органите во не-инертен референтна рамка. XOY ротира во однос на инерцијален систем значи дека ние се претпостави Земјата на константна аголна брзина &омега. Еден пример е системот на сликата подолу.

Погоре покажува дискот, каде што радијално фиксна прачка и облечен во сина топка, "прикачени" на еластична јаже оска на диск. До диск ротира, јажето не е деформирано. Меѓутоа, кога релаксирање се вози на топката малку да се водат на јаже до еластична сила F_cf. не стане таква, тоа е производ на масата на топката m нормална забрзување на_n = -&омега²R, тоа е F_cf. = -М&омега²R, назначена со тоа, R - е радиусот на кругот кој го опишува на ламбата за време на ротација околу системот.

Ако аголната брзина &омега диск останува константа, тогаш топката ќе престане движење во однос на OX оската. Во овој случај релативно XOY референтен систем е поврзан со диск, топката ќе биде во состојба на смиреност. Ова се објаснува со фактот дека во овој систем, во прилог на сила F_Wed, Делува на инерција топката F_cf, која е насочена по должината на радиусот од дискот оската на ротација. Сила, кои имаат форма, како во формулата подолу, наречен од центрифугалната сила инерција. Тоа може да се случи само во ротирачки рамки на повикување.

Coriolis сила

Излегува дека кога телата се движат во однос на ротирачкото референтна рамка, за нив, во прилог на центрифугалните сили на инерција, работи друга сила - Coriolis. Тоа секогаш е нормална на векторот на брзината на телото V, што значи дека не се врши никаква работа на телото. Ние ја нагласуваме дека на сила Coriolis се манифестира само кога телото се движи во однос на не-инертен референтна рамка, која ги врши ротација. Неговата формула е како што следува:

со оглед на изразување (V *&омега) е векторски производ на вектори дадени во загради, тогаш тоа може да се заклучи дека во насока на сила Coriolis се определува со правилото на десна рака во врска со нив. Единицата е:

Тука - е аголот меѓу векторите v и &омега.

во заклучок

Инерција - тоа е неверојатен феномен што секојдневно ги прогонува секое човечко суштество стотици пати, дури и ако ние не го забележите. Сметаме дека напис ви даде важни одговори на прашања во врска со она што е инерција, која е на сила и моменти на инерција, кој го открил феноменот на инерција. Секако, тоа беше интересно.