Atalet nedir? kelime "atalet" anlamı. Katı bir cismin atalet. atalet momentinin belirlenmesi

gündelik deneyimin itibaren biz şu sonuca onaylayabilirsiniz: hız ve vücudun hareketinin yönü başka bedenle olan etkileşim sırasında sadece değiştirilebilir. Bu, biz bu makalede görüşmek eylemsizlik fenomeni, yol açmaktadır.

atalet nedir? Örnek hayat gözlemler

Deneyin ilk aşamada herhangi bir vücut hareketi zaten durumu göz önüne alın. Bunun nedeni başka bedenin ona etkisidir çünkü Daha sonra, hızdaki düşüş olduğunu görüyoruz ve vücut izni olmadan gerçekleşemez duracaktır.

Muhtemelen bir zamanlar toplu taşıma yolculuk yolcular, aniden fren veya keskin dönüşte yan preslenmiş sırasında öne doğru eğilmek nasıl gözlenen daha var. Neden? ayrıca açıkla. Örneğin, sporcular belli mesafe çalıştırdığınızda, bunlar maksimum hız geliştirmeye çalışıyoruz. Bitiş çizgisine geçtim, yani kabotaj gerçekleştirir, aday olmamaya zaten mümkün ve, ancak kısa duramazsınız ve böylece atlet birkaç metre çalışır.

Yukarıdaki örneklerden tüm organları anında vücudun daha sonra eylemi değiştirene aynı anda mümkün olmadan, hız ve hareketin yönünü tutmak için bir özelliği var olduğu sonucuna varılabilir. Biz vücudun dış eylemlerinin yokluğunda farz ve sürece istediğiniz kadar hareket hızını ve yönünü koruyabilirsiniz. Yani, atalet nedir? diğer organlara maruz yokluğunda bu olay koruma gövdesi hızı.

eylemsizlik Açılış

organlarının Böyle bir özellik, İtalyan bilim adamı Galileo Galilei keşfetti. Onların deneyler ve mantık çerçevesinde, savundu: vücut diğer organları ile reaksiyona girmez, eğer sakin bir durumda, ya düzgün hareket eder. Onun keşifleri eylemsizlik bir yasa olarak bilimde dahil ama daha ayrıntılı olarak Rene Dekart ve Isaak Nyuton zaten yasalarını sisteminde uygulanan bunu formüle.

İlginç gerçek: Galileo bizi açmıştır tanım olan atalet, antik Yunanistan Aristo'da kabul edildi, fakat bilimin gelişim eksikliği, tam ifade verilmemiştir. Newton'un birinci yasası der: var
herhangi bir başka vücut şekilde çalışmaması durumunda hareket vücut sürekli hızı sabit tutar ki göre referans çerçevesi. Formula birinde atalet ve çevrimdışı özetlenebilir ama biz vermek altında birçok başka formüller onun özelliklerini ortaya koyuyor.

organlarının atalet

Hepimiz biliyoruz insan hız, onlar hareket etmeye başladığında araba, tren, gemi veya diğer organları, yavaş yavaş artar. Hepiniz TV'de füze lansmanı veya havaalanı uçağın kalktıktan gördük - onlar hız dalgalı değil artırmak, ancak yavaş yavaş. yavaş yavaş değişiyor onların etkileşim sürecinde cisimlerin hareket hızını ve dolayısıyla bir süre için değiştirilmesi gerekmez: Gözetleme yanı sıra günlük pratik olan tüm kurumların ortak özelliği var olduğunu göstermektedir. Telefonun Bu özellik atalet denir.

Tüm atıl vücut değil, aynı eylemsizlik bütün. İki etkileşim organlarının daha düşük ivme satın alacak sırayla, daha yüksek olacaktır. Yani, örneğin, silah, atış sırasında kartuş daha az hızlanma olur. Tüm erişkin karşılıklı itme ve yetişkin bir Skater çocuk daha düşük bir ivme alır çocuk. Bunun anlamı bir yetişkinin atalet daha gösterir.

organları özel değer girdiniz ataleti karakterize etmek - vücut ağırlığı, genellikle mektup m olarak gösterilir. Farklı organların kitleleri karşılaştırmak edebilmek amacıyla, bunlardan herhangi birinin kütle birimi düşünülmelidir. Onun seçim keyfi olabilir, ancak pratik kullanıma uygun olmalıdır. kütle SI birim platinyum ve iridyum sert alaşımdan yapılmış özel referans almıştır. Hepimize adını iyi bilinen - kilogram. öteleme ve dönme: katı bir gövde ataleti 2 türleri olduğu belirtilmelidir. daha sonra tartışacağız eylemsizlik momenti, - İlk durumda, atalet ölçüsü ikinci kütle vardır.

eylemsizlik momenti

Yani skaler fiziksel miktar aradı. atalet momentinin SI birim kg · m2 ^dir. aşağıdaki gibi bir genel formül aşağıdaki gibidir:

Burada, m _i, - gövdenin noktalarına kütlesidir, _R '- uzamsal koordinat sisteminde z ekseni noktalarına gövde arasındaki mesafedir. sözel yorumuna biz eylemsizlik momenti taban setine uzaklığın karesi ile çarpılarak temel kitle ürünlerin toplamı ile belirlenir söyleyebiliriz.

atalet belirli bir anda ile karakterize bir formül, yoktur:

Orada dm - hücre kütlesi, r - dm z eksenine eleman arasındaki mesafe. Sözlü olarak da formüle edilebilir: ya da kutup gövdesine göre (nokta) sistemin kütle noktalarının atalet momenti - bir vücut, kutup 0 mesafesinin kare oluşturan malzeme noktaları kütle ürünlerin cebirsel toplamı.

eksenel ve merkezkaç - Bu atalet anları 2 çeşit olduğunu belirtmekte yarar var. (Ana eksen ile ilgili olarak) atalet (GMI) ana anlar gibi bir şey de bulunmaktadır. Kural olarak, her zaman ayrıdır. Şimdi (. Vb silindir, disk, küre, koni, küre ve benzeri) birçok organları için eylemsizlik anları hesaplayabilir, ama hepimiz formüllerin incelik dalmak olmaz.

referans sistemi

Newton birinci yasası sadece referans belirli bir çerçeve içinde görülebilir homojen doğrusal hareket ile dağıtılır. mekanik olayların bile yaklaşık bir analiz eylemsizlik yasası bütün referans çerçevelerinde gerçekleştirilen olmadığını gösterir.

Basit bir deney düşünün: Arabada yatay masaya topu koyup onun hareketini gözlemleyin. Tren Dünya'ya huzur göreli bir devlet olacaksa, o zaman top sürece biz başka vücudun (örneğin el) tarafından bu hareket yok gibi sakin tutacak. Bu nedenle, Dünya ile ilişkili bir referans sisteminde, eylemsizlik kanunu tutar.

Tren eşit ve düz Dünya'dan gidecek düşünün. tekdüze hareket durumunu - Sonra tren ile ilişkili bir referans sisteminde, top ruh halini ve Earth ile ilişkili bir kaydedecektir. Bu nedenle, eylemsizlik yasası değil, aynı zamanda yeryüzünde tüm diğer hareketli göreceli olarak homojen olarak ve düz, toprakla ilgili referans çerçevesi içinde sadece gerçekleştirilir.

Şimdi tren (her durumda, Dünya'ya göre hızlandırılır) döner aniden hızla hızlanıyor ya düşünün. Sonra, daha önce olduğu gibi, top tekdüze ve korur doğrusal hareketi, o trenin önüne vardı. ondan çıkarılabilir olacak hiçbir vücut bulunmakla birlikte, top tren göre kendisi sakin bir devlet geliyor. Bu toprak tren göreli ivme ile ilişkili referans çerçevesi içinde, eylemsizlik yasası kırık olduğu anlamına gelir.

Böylece, eylemsizlik kanunu olduğu çerçeve eylemsizlik denir. Ve yapılmamaktadır olanlar, - olmayan eylemsizlik. sadece onları tanımlayın: vücut düz bir çizgide eşit hareket ederse (bazı durumlarda - bir sükunet olduğunu), eylemsizlik sistemi; olmayan eylemsizlik - Hareket pürüzlü ise.

atalet kuvveti

Bu oldukça kavramı değerli ve bu yüzden ayrıntılı bir şekilde dikkate almak mümkün olduğunca denemektir. İşte bir örnek. Otobüse sessizce durmak. Aniden hareket etmeye başlar ve böylece ivme kazanıyor. Geçmişi geri yalın olacak. Ama neden? Kimi çekilir? Dünya üzerinde bir gözlemcinin bakış açısından (eylemsizlik referans sistemi) Newton'un birinci yasası yürütülen ederken, yerinde kalır. Herhangi kuvvet altında sanki otobüste bakış gözlemcinin noktadan itibaren, geriye gidiş başlar. Aslında, otobüsün zemin sürtünmesi ile bağlıdır bacaklarını, onunla devam edin ve siz,
Dengesini kaybederek, geri düşmek zorunda kaldı. Bu durumda, referans olmayan bir eylemsiz çerçeve gövdenin hareketini tanımlamak için tanıtmak ve böyle bir sistem ile vücut bağları parçası hareket ilave kuvvetler göz önüne almak gereklidir. Bu güçler eylemsizlik kuvvetlerdir.

tek vücut veya alan Otobüsün içinde hareket etmeye başlamıştır hangi etkisi altında, söz konusu olduğu için hayali olduğunu unutmayınız. atalet kuvvetlerine Newton kanunları bizi farklı araçları kullanarak keyfi olmayan eylemsiz referans sistemlerinde hareketini anlatmak için olanak sağlar "gerçek" güçleriyle bunları birlikte kullanmaya Ancak geçerli değildir. Bu eylemsizlik girdi kuvvetlerinin tüm noktasıdır.

Yani artık atalet ve atalet referans sistemleri, atalet kuvvetlerinin atalet momenti ne olduğunu biliyoruz. Devam ediyoruz.

Öteleme hareketini sistemleri

olmayan bir eylemsiz bir referans çerçevesi içinde bir gövde ivmesi ₀ ile hareket varsayalım atalet kuvveti göre Newton'un ikinci yasası şekline sahip olmayan bir eylemsiz denklem analog için F hareket eder:

Burada ₀ - referans olmayan bir eylemsiz çerçeveye kuvvet F göreceli neden olduğu kütle m, bir gövde ivmesi; _Іn F - _{atalet kuvveti.} Sağ tarafta kuvvet F o translasyonel hareket başka bir çerçeveden değişmez koordinatları ve etkileşim malzeme noktalarına hızlarının farkına sadece olarak katı maddelerin elde edilen etkileşim anlamında "gerçek". Bu nedenle, bu değişmez ve kuvvet F Bu tür bir geçiş ile ilgili olarak değişmez. Ve burada _іn F doğar çünkü ait organların etkileşimi, fakat farklı bir sistem için bir hızlı geçiş değişiyor, bu yüzden değişmez değildir bu yüzden referans sisteminin hızlandırılmış hareketi arasında.

atalet merkezkaç kuvveti

referans olmayan bir eylemsiz çerçevede cisimlerin davranışı göz önünde bulundurun. XOY eylemsizlik sistemi bir sabit bir açısal hız w ile dünyayı kabul aracına göreceli olarak döner. Bir örnek, aşağıdaki şekilde bir sistemdir.

Üstü radyal sabit çubuk ve mavi top giyen elastik ipin tahrik eksenine "bağlı" diski göstermektedir. Disk döndükçe kadar, halat deforme olmaz. Bununla birlikte, disk boncuk sökerek kademeli halat top kütlesi m ürün normal ivmede bir _n = -ω ^2R, yani F = -mω _{bakınız ^2R,} burada olduğu gibi olmaz _bakınız elastik kuvvet F kadar uzanır R - sistemi etrafında dönmesi sırasında ampul tarif dairenin yarıçapıdır.

açısal hız ω diski sabit kalması halinde, ve top ekseni OX göre hareket durdurulur. Nispeten XOY referans sistem disketi ile ilişkilidir Bu durumda, top sakin bir durumda olacaktır. Bu, bu sistemde, kuvvet F _Wed ek _olarak, topu F _cf atalet üzerine işlevi görmesi ile açıklanabilir bu dönme diski ekseninden bir yarıçap boyunca yönlendirilir. Güç, bir biçime sahip, aşağıdaki formül gibi adlandırılan merkezkaç kuvveti atalet. Sadece referans çerçevesi döner oluşabilir.

Coriolis kuvveti

Bu gövdeler referans döner çerçeveye göre hareket ederken, onlara, atalet merkezkaç kuvvetleri ek olarak, başka bir güç veren çıkıyor - Coriolis. Bu vücut üzerinde çalışma yapmak anlamına gelir gövde, vektör V hızı her zaman dik. Biz Coriolis kuvveti gövde dönme gerçekleştirir olmayan bir eylemsiz referans çerçevesi ile ilgili olarak hareket sadece kendini gösterir olduğunu vurgulamaktadır. Aşağıda onun Formül:

İfade yana (v * ω) parantez içinde vektörlerin vektör ürün tarafından verilir, daha sonra Coriolis kuvveti yönünün bunlara göre sağ el kuralı tarafından belirlendiği sonucuna varılabilir. Onun birimdir:

Burada Ө - vektörler v ve w, arasındaki açıdır.

Sonuç olarak

Atalet - biz bunu fark olmasa bile günlük, birkaç kez her insan olmanın yüzlerce dadanan inanılmaz bir fenomen. Biz makalede, bu gücü ve eylemsizlik fenomen keşfetti eylemsizlik momentleri vardır, atalet ne olduğu hakkında sorulara size önemli cevaplar verdiğini düşünüyorum. Tabii, bu ilginçti.