Moment inercije. Neki detalji Solid Mechanics

Jedan od osnovnih fizičkih principa interakcije materije je zakon inercije, formulirao veliki Isaakom Nyutonom. Sa ovim konceptom s kojima se suočavamo gotovo cijelo vrijeme, s obzirom da ima vrlo veliki uticaj na sve materijalne stvari ovog svijeta, uključujući i ljudski. S druge strane, takav fizički količine, kao moment inercije, neraskidivo povezana sa gore navedenog zakona, kako bi se utvrdilo snagu i trajanje njegovog efekta na čvrste materije.

Sa stanovišta materijala mehanike, svaki objekt se može opisati kao nepromjenjiv i jasno strukturiran (idealizirani) sistem bodovanja, međusobne udaljenosti između kojih se ne mijenja ovisno o karakteru njihovog kretanja. Ovakav pristup omogućava da se izračuna precizno posebnim formulama inerciji suštinski sve materije. Još jedna zanimljiva nijansa je u tome da bilo koji kompleks koji ima najsitnije put, pokret se može predstaviti kao skup jednostavnih pokreta u prostoru: rotacije i translaciona. Također je mnogo lakše život fizičara u izračunavanje fizičkih vrijednosti.

Da shvate šta je moment inercije i kakav je njen utjecaj na svijet oko nas je najlakše na primjer nagla promjena brzine putničkog vozila (kočenje). U ovom slučaju, noge stoji putnik trenja na podu za Entice. Ali, u isto vrijeme na bilo koji utjecaj neće biti torzo i glavu, tako da neko vrijeme će i dalje kretati sa istim unapred brzine. Kao rezultat toga, putnik nagnuti naprijed ili pasti. Drugim riječima, moment inercije nogu, kaljeni trenjem na pod, će biti znatno manje nego ostale tačke tela. Suprotan obrazac se posmatra sa naglim porastom brzine autobusa ili tramvaja.

Moment inercije se može definirati kao fizička količina, što je jednako zbiru proizvoda osnovne mase (tih pojedinačnih Solid tačaka) po kvadratu njihove udaljenosti od osi rotacije. Iz ove definicije slijedi da je ovaj karakteristika je aditiv količina. Jednostavno rečeno, materijalno telo moment inercije jednak zbiru svojih dijelova sličnih parametara: J = J + J ₁ + J ₂ + ₃ ...

Indikator za tijelima složene geometrije, je eksperimentalno određen. Moramo uzeti u obzir previše različitih fizičkih parametara, uključujući gustoću objekta, koji može biti ne-ujednačena u različitim lokacijama, stvarajući tzv mase razlika u različitim segmentima tijela. U skladu s tim, standardne formule nisu pogodne. Na primjer, moment inercije prstena sa određenom radijusu i uniforme gustoće, koji ima os rotacije koja prolazi kroz centar, može se izračunati pomoću formule: J = MR ^2. Ali na ovaj način neće raditi izračunati ove vrijednosti za kraj, sve dijelove koji su napravljeni od različitih materijala.

Trenutak inercije čvrste sfere i homogena struktura može se izračunati po formuli: J = 2 / 5mR ^2. U obračun indeksa za tijela u odnosu na dva paralelna ose rotacije u formuli dodatni parametar - razmak između osa, označen slovo a. Drugi ose rotacije se označava slovom L. Na primjer, formula može biti u sljedećem obliku: J = L + ma ^2.

Oprezni eksperimente na inercijalni kretanju tijela i njihove interakcije su prvi put od strane Galileo na raskršću šesnaestog i sedamnaestog stoljeća. Dozvolili su veliki naučnik, bio ispred svog vremena, da se uspostavi osnovni zakon očuvanja fizičkog tijela stanju mirovanja ili pravolinijskog kretanja u odnosu na Zemlju u odsustvu izloženost drugim tijelima. Zakon inercije je prvi korak u uspostavljanju osnovnim fizičkim principima mehanike, dok je i dalje prilično nejasne, nejasna i neodređena. Newton naknadno formuliranja opštim zakonima kretanja tijela, uključeni u njihov broj i zakon inercije.