Momenti i inercisë. Disa detaje Mekanikë ngurta

Një nga parimet themelore fizike të ndërveprimit të solids është ligji i inercisë, formuluar nga i madh Isaakom Nyutonom. Me këtë koncept ne përballemi pothuajse të gjithë kohën, pasi ajo ka një ndikim shumë të madh në të gjitha gjërat materiale të kësaj bote, duke përfshirë njerëzore. Nga ana tjetër, një e tillë sasi fizike, si momenti i inercisë, është e lidhur pazgjidhshmërisht me ligjin e lartpërmendur, për të përcaktuar forcën dhe kohëzgjatjen e efektit të saj në solids.

Nga pikëpamja e mekanikës materiale, çdo objekt mund të përshkruhet si sistem pandryshueshme dhe të strukturuar në mënyrë të qartë (idealizuar) të pikave, distanca reciproke mes të cilave nuk është ndryshuar në varësi të karakterit të lëvizjes së tyre. Kjo qasje mundëson për të llogaritur saktësisht nga formulat veçantë inerci në thelb të gjitha solids. Një tjetër nuancë interesante këtu është se çdo kompleks që ka më të ndërlikuar rrugën, lëvizja mund të përfaqësohet si një grup i lëvizjeve të thjeshta në hapësirë: rrotulluese dhe translational. Ajo është gjithashtu fizikantë shumë më e lehtë jeta në llogaritjen e vlerës fizike.

Për të kuptuar se çfarë është momenti i inercisë dhe çfarë është ndikimi i saj në botën rreth nesh është më e lehtë për shembull ndryshim i beftë shpejtësinë e automjetit të pasagjerëve (frenimit). Në këtë rast, këmbët këmbë fërkim pasagjerëve në dysheme për një ndjell. Por në të njëjtën kohë në çdo ndikimi nuk do të jetë dhënë trupin dhe kokën, në mënyrë që ata për disa kohë do të vazhdojë të lëvizë me të njëjtën shpejtësi të paracaktuar. Si rezultat, udhëtari të ligët përpara, ose bien. Me fjalë të tjera, momenti i inercisë së këmbës, shuhet nga fërkimi kundër dysheme, do të jetë dukshëm më pak se pikat e tjera të trupit. Modeli i kundërt është vërejtur një rritje të mprehtë në shpejtësinë e autobusit ose makinës tramvajit.

Momenti i inercisë mund të përkufizohet si sasia fizike, e barabartë me shumën e produkteve të masave elementare (ato pika të veçanta të ngurta) nga katrore e distancës së tyre nga boshti i rrotullimit. Nga ky përkufizim del se kjo karakteristikë është një sasi shtesë. Ta themi thjesht, trupi momentin materiale të inercisë të barabartë me shumën e pjesëve të saj parametrave të ngjashme: J = J ₁ + J + J ₂ + ₃ ...

Treguesi për organet e gjeometrisë komplekse, është përcaktuar eksperimentalisht. Ne duhet të marrë parasysh shumë parametra të ndryshme fizike, duke përfshirë dendësinë e objektit, e cila mund të jetë jo-uniforme në vende të ndryshme të saj, duke krijuar të ashtuquajturin ndryshim masiv në segmente të ndryshme të trupit. Prandaj, formula standarde nuk janë të përshtatshme. Për shembull, momenti i inercisë së unazës me një rreze të caktuar dhe densitet uniforme, të paturit e një aks rotacionit që kalon nëpër qendër të saj, mund të llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme: j = MR ^2. Por, në këtë mënyrë nuk do të punojë për të llogaritur këtë vlerë për të përfunduar, të gjitha pjesët e të cilat janë bërë e materialeve të ndryshme.

Nje moment i inerci e një sfere solid dhe një strukturë homogjene mund të llogaritet sipas formulës: J = 2 / 5mR ^2. Në përllogaritjen e indeksit për të organeve të afërm tek dy akseve paralel rrotullimit në formulën një parametër shtesë - distanca midis akseve, e paraqitur nga letra a. Boshti i dytë i rrotullimit shënohet me shkronjën L. Për shembull, formula mund të marrë formën e mëposhtme: J = L + ma ^2.

eksperimente të kujdesshëm në lëvizje inerciale e organeve dhe të ndërveprimit të tyre janë bërë për herë të parë nga Galileo në udhëkryq të shekujve XVI dhe XVII. Ata lejuan shkencëtarit të madh, ishte në krye të kohës së tij, për të vendosur ligjin bazë të ruajtjes së organeve fizike të gjendjes së pjesës tjetër ose lëvizje drejtvizor afërm në tokë në mungesë të ekspozimit ndaj organeve të tjera. Ligji i inercisë është hapi i parë në krijimin e parimeve themelore fizike të mekanikës, ndërsa ende mjaft i paqartë, i paqartë dhe i paqartë. Newton pas formulimin e ligjeve të përgjithshme të lëvizjes së trupave, i përfshirë në numrin e tyre dhe ligjit të inercisë.