Que é a inercia? Significado da palabra "inercia". A inercia dun corpo ríxido. Determinación do momento de inercia

A partir da experiencia cotiá podemos confirmar a seguinte conclusión: a velocidade e dirección do movemento do corpo só se pode cambiar durante a súa interacción con outro corpo. Isto dá lugar ao fenómeno de inercia, que discutir neste artigo.

Que é a inercia? Exemplo observacións vida

Considero o caso en calquera corpo na fase inicial do experimento xa está en movemento. Posteriormente veremos que a diminución na velocidade e deixar o corpo non pode ter lugar sen o permiso, porque a razón para iso é o efecto sobre el doutro corpo.

Probablemente ten máis dunha vez observado como os pasaxeiros que viaxan nos transportes públicos, de súpeto inclinarse para adiante durante a freada ou preme no seu lado nunha curva pechada. Por que? Explicar mellor. Cando, por exemplo, os atletas executar unha certa distancia, están tentando desenvolver a velocidade máxima. Que atravesa a meta, é xa posible, e non para correr, pero non pode deixar de súpeto, e por iso o atleta corre uns metros, ou sexa, executa Acosta.

A partir dos exemplos anteriores pódese concluír que todos os corpos teñen un recurso para manter a velocidade e dirección do movemento, sen poder, á vez cambiar a eles inmediatamente despois de acción dun corpo. Podemos supoñer que, en ausencia de accións externas do corpo e preservar a velocidade e dirección do movemento, sempre que sexa. Entón, o que é a inercia? Esta velocidade Conservation corpo fenómeno en ausencia de exposición a outros corpos.

Entrada de inercia

unha propiedade como de corpos descubertos, o científico italiano Galileo Galilei. Con base nas súas experiencias e raciocinio, argumenta: o corpo non reacciona con outros organismos, está nun estado de calma, ou se move de xeito uniforme. Seus descubrimentos incluídas na ciencia como unha lei da inercia, pero con máis detalle a formulou Rene Dekart e Isaak Nyuton xa implantadas no seu sistema de leis.

Feito interesante: a inercia, a definición de que nos levou a Galileo, foi considerado na Grecia antiga Aristóteles, pero por mor da falta de desenvolvemento da ciencia, o texto exacto non foi dada. A primeira lei de Newton afirma: hai
marco de referencia en relación ao cal o corpo que se move continuamente mantén a súa velocidade constante se non operar calquera outro organismo. Fórmula inercia nun e resumidos desconectada pero baixo damos moitas outras fórmulas revelar as súas características.

a inercia dos corpos

Todos sabemos que a velocidade humana, coche, tren, barco ou outros organismos aumenta gradualmente, cando comezan a se mover. Todos vostedes viron o lanzamento de mísiles na TV ou despegue de avións no aeroporto - aumentan a velocidade non é irregular, pero gradualmente. Vixilancia, así como a práctica diaria suxire que todos os corpos teñen unha característica común: a velocidade do movemento dos corpos no proceso da súa interacción está cambiando gradualmente, e, polo tanto, precisan cambiar por un tempo. Esta característica do teléfono é chamado inercia.

Todo o corpo inerte, pero non todos o mesmo inercia. Dos dous corpos que interactúan será maior na fin, o que pode adquirir unha aceleración inferior. Así, por exemplo, cando disparar a arma tórnase menos aceleración que o cartucho. Cando a repulsión mutua do adulto e do neno un patinador adulto recibe unha aceleración máis baixa do que o neno. Isto indica que a inercia dun adulto máis.

Para caracterizar a inercia corpos entraron nun valor particular - peso corporal, é xeralmente representado pola letra m. Co fin de poder comparar as masas dos corpos distintos, a masa de calquera deles debe ser considerada a unidade. A súa elección pode ser arbitraria, pero debe ser cómodo para o uso práctico. A unidade SI de masa levou referencia especial feita a partir dunha liga dura de platino e iridio. É de todos nome ben coñecido - quilogramo. Nótese que a inercia dun corpo ríxido é de 2 tipos: o de translación e rotación. No primeiro caso, a medida da inercia é a masa, o segundo - o momento de inercia, do que falaremos máis tarde.

momento de inercia

Así chamado cantidade física escalar. A unidade SI de momento de inercia é kg m ^2. Unha fórmula xeneralizada é a seguinte:

Aquí, m _I - é a masa dos puntos do corpo, r _i - é a distancia desde o corpo para os puntos de eixe z no sistema de coordenadas espaciais. Na interpretación verbal, podemos dicir que o momento de inercia é determinada pola suma dos produtos de masa elemental multiplicada polo cadrado da distancia para o conxunto de base.

Hai outra fórmula, caracterizado por un momento de inercia:

Hai dm - masa celular, r - a distancia entre o elemento para o eixe dm z. Verbalmente pode formularse como: momento de inercia de puntos de masa do sistema, ou en relación ao corpo polo (punto) - é a suma alxebraica dos produtos da masa de puntos materiais que compoñen o corpo, o cadrado da distancia de 0 a polo.

Vale resaltar que hai 2 tipos de momentos de inercia - axial e centrífuga. Hai tamén unha cousa como os principais momentos de inercia (GMI) (con respecto aos eixes principais). Como norma xeral, son sempre distintos. Agora podemos calcular os momentos de inercia para moitos corpos (cilindro, disco, esfera, cono, esfera, e así por diante.), Pero non imos mergullar no refinamento de todas as fórmulas.

sistema de referencia

A primeira lei de Newton lidou co movemento rectilíneo uniforme, o que se pode ver só en un marco de referencia. Mesmo unha análise aproximada dos fenómenos mecánicos demostra que a lei da inercia non se realiza en todo referenciais.

Considero un experimento sinxelo: poñer o balón sobre unha mesa horizontal no coche e observar o seu movemento. Se o tren estará nun estado de tranquilidade en relación á Terra, entón o balón vai manter a calma, mentres non actuar sobre ela por outro organismo (por exemplo, a man). Polo tanto, nun sistema de referencia que está asociado coa Terra, a lei da inercia detén.

Imaxina que o tren vai pasar da Terra de xeito uniforme e en liña recta. Entón, nun sistema de referencia que está asociado co tren, o balón vai salvar o estado de ánimo, e aquel que está asociado coa Terra, - o estado de movemento uniforme. Polo tanto, a lei de inercia realízase non só no marco de referencia asociado coa terra, pero tamén en todos os outros en movemento en relación á terra de xeito uniforme e lineal.

Imaxina que o tren gaña velocidade rapidamente ou de súpeto transfórmase (en todos os casos, é acelerado en relación á Terra). Entón, como antes, o balón mantén un uniforme e movemento rectilíneo, que tiña antes do tren de alta velocidade. Con todo, con respecto ao tren de balón en si vén dun estado de calma, aínda que non haxa ningún corpo que sería deducido iso a el. Isto quere dicir que, no marco de referencia asociado coa aceleración do tren en relación á terra, a lei de inercia é roto.

Así, o cadro no que é a lei da inercia chámanse inercial. E os que non son realizadas, - non inercial. Define-los de forma sinxela: o corpo se move de xeito uniforme en liña recta (nalgúns casos - é unha calma), o sistema inercial; Se o movemento é desigual - non inercial.

forza de inercia

Este é un moi valorado o concepto, e así tentar, na medida do posible considera-la en detalle. Aquí está un exemplo. Queda en silencio no autobús. De súpeto, comeza a moverse, e, así, gañar aceleración. Vai inclinarse cara atrás pasado. Pero por que? Quen é vostede tirou? Desde o punto de vista dun observador na Terra (sistema de referencia inercial) permanecer no lugar, mentres que realizou a primeira lei de Newton. Desde o punto do observador de vista no autobús, comeza a andar cara atrás, como se está baixo calquera forza. En realidade, as súas pernas, que son conectados por rozamento co chan do autobús, vai adiante con el, e,
perdendo o equilibrio, el tivo que caer para tras. Así, para describir o movemento do corpo nun cadro non inercial de referencia é necesario introducir e ter en conta as forzas adicionais que actúan sobre a parte dos lazos do corpo con un tal sistema. Estas forzas son forzas de inercia.

Por favor, teña en conta que son ficticios, porque non hai un corpo único ou do campo, baixo a influencia do que comezou a moverse no autobús. As leis de Newton para as forzas inerciais non se aplican, con todo, para usalos, xunto coas forzas "reais" permítenos describir o movemento en sistemas de referencia non inercial arbitrarias través de diferentes ferramentas. Este é o punto enteiro das forzas de entrada de inercia.

Entón, agora vostede sabe o que é o momento de inercia dos sistemas de inercia e de referencia inercial, forzas inerciais. Seguindo adiante.

sistemas de movemento de translación

Supóñase que un corpo en un marco de referencia non inercial que se move cunha aceleración ₀ en relación á forza da inercia actúa F. Para un análogo ecuación non inercial segunda lei de Newton ten a forma:

Sempre que un ₀ - unha aceleración do corpo de masa m, o que é causado pola forza F en relación a unha armazón non inercial de referencia; _Іn F - a forza de _inercia. A forza F no lado dereito é o "verdadeiro" no sentido de que é a interacción, resultante de sólidos, dependendo só da diferenza das coordenadas e velocidades dos interactuar puntos materiais que non cambian dunha marco a outro, movéndose en translación. Polo tanto, non se altera ea forza F. É invariante en relación a unha tal transición. E aquí xorde _іn F non por mor da interacción dos corpos, pero por mor do movemento acelerado do sistema de referencia, que é por iso que está cambiando a unha transición rápida para un sistema diferente, polo que non é invariable.

A forza centrífuga de inercia

Considero o comportamento dos corpos nun cadro non inercial de referencia. XOY roda en relación ao sistema de inercia significa que asumir a Terra, a unha constante ω velocidade angular. Un exemplo é o sistema na figura a continuación.

Superior contén o disco, no que a hasta fixa radialmente e usar unha bola azul, "conectado" ao eixe de accionamento da corda elástica. Ata a rotación do disco, a corda non é deformada. Con todo, o desenroscamento do gránulos disco gradualmente corda esténdese até _cf. forza elástica F non se fai de tal modo que o balón é o produto de masa m na súa aceleración normal dun _n = -ω ² R, é dicir, F = -mω _cf. ² _R, en que R - é o raio do círculo que describe a lámpada durante a rotación en torno ao sistema.

Se o disco de velocidade ω angular permanece constante, ea bola vai parar o movemento en relación ao OX eixe. Neste caso relativamente sistema de referencia XOY está asociada co disco, o balón está en un estado de calma. Isto explícase polo feito de que neste sistema, ademais da forza F _Wed, actúa sobre a inercia balón F _CF, o cal é dirixido ao longo dun raio a partir do eixe de disco de rotación. Forza, que ten a forma, como na fórmula abaixo, chamada a forza centrífuga de inercia. Isto só pode ocorrer en rotación cadros de referencia.

forza de Coriolis

Acontece que cando os corpos se moven con respecto á armazón rotativa da referencia, para eles, ademais das forzas centrífugas de inercia, opera outra forza - os Coriolis. É sempre perpendicular á velocidade vector V do corpo, o que significa que non executa calquera traballo sobre o corpo. Resaltan que a forza de Coriolis só se manifesta cando o corpo está en movemento en relación a un referencial non inercial, que realiza a rotación. A súa fórmula é a seguinte:

Dende a expresión (V * ω) é dado polo produto vectorial de vectores en parénteses, a continuación, pódese concluír que a dirección da forza de Coriolis é determinada pola regra da man dereita cara a eles. A súa unidade é:

Aquí Ө - é o ángulo entre os vectores V e W.

en conclusión

Inercia - é un fenómeno sorprendente que asombra a diario cada ser humano centos de veces, mesmo se non nota-lo. Pensamos que o artigo lle deu respostas importantes a preguntas sobre o que é a inercia, que é a forza e momentos de inercia, que descubriu o fenómeno de inercia. Por suposto, era interesante.