Автопортал || Авто - статьи

Сельскохозяйственная техника
Чтение RSS

Динаміка обертального руху матеріальної точки і твердого тіла

У лекції «Кінематичні характеристики» (рис. 5) було показано, що прискорення тіла, що рухається по колу складається з двох складових: доцентровий прискорення (АЦС) і тангенціального прискорення (аtg), спрямованих по радіусу і дотичній відповідно. Ці прискорення створюються відповідними силами: доцентровою силою (Fц с) і тангенціальною силою (Ftg).

прискорення

Доцентровою силою називається проекція рівнодіюча сили на той радіус кола, на якому в даний момент знаходиться тіло.

Тангенціальною силою називається проекція рівнодіюча сили на дотичну до кола, проведену в тій точці, в якій в даний момент знаходиться тіло.

Роль цих сил різна. Тангенціальна сила забезпечує зміну величини швидкості, а доцентрова сила викликає зміна напрямку руху .

Тому для опису обертального руху записують другий закон Ньютона для центростремительной сили: Fц з = m 0 ац с.

При описі обертального руху має значення не сама сила, а її момент. момент сили дорівнює добутку модуля сили на її плече (d).

момент сили   дорівнює добутку модуля сили на її плече (d)

Плече сили це найкоротша відстань від осі обертання до лінії дії сили (рис. 6).

6)

Якщо сила лежить не в площині, перпендикулярній осі, то її момент буде створювати складова сили, що у цьому відношенні. Сила, що збігається з віссю або перпендикулярна їй, не має плеча щодо осі і, отже, не створює моменту сили, але тільки в тому випадку, якщо вісь закріплена.

Якщо тіло вільно і не закріплено в якійсь своїй частині, будь-яка сила, що діє на нього, створює момент сили відносно довільно виникає миттєвої осі.

У поступальному русі мірою інертності тіла є його маса. При обертанні характер руху вже залежить не просто від маси тіла в цілому, але і від її розподілу щодо осі обертання. Тому для обертального руху вводять свою міру інертності, яка називається моментом інерції.

Момент інерції тіла (J) щодо осі обертання дорівнює алгебраїчній сумі творів мас всіх матеріальних точок на квадрат відстані цих точок від осі: Момент інерції тіла (J) щодо осі обертання дорівнює алгебраїчній сумі творів мас всіх матеріальних точок на квадрат відстані цих точок від осі:

Розмірність в СІ: кгм².

Момент інерції досить легко знайти для простих геометричних фігур (куля, циліндр, і т. Д.), Але визначити його в многозвенной системі тіла людини при різних позах не просто.

Аналогом імпульсу тіла або кількості руху в поступальному русі є момент кількості руху або кінетичний момент в обертальному русі.

Кінетичний момент (L) дорівнює добутку моменту інерції тіла щодо осі обертання на кутову швидкість його обертання: Кінетичний момент (L) дорівнює добутку моменту інерції тіла щодо осі обертання на кутову швидкість його обертання:

Розмірність в СІ: Розмірність в СІ:

Кінетичний момент є наслідком силового впливу на тіло.