Որն է իներցիա. Որը նշանակում է, որ խուզարկություն բառը "իներցիոն»: Իներցիան է պինդ մարմնի. Որոշելը պահից իներցիա

Առօրյա փորձի, մենք կարող ենք հաստատել, հետեւյալ եզրակացությունը: արագությունը եւ ուղղությունը շարժման մարմնի կարող է փոխվել միայն այն ժամանակ իր փոխազդեցության հետ մեկ այլ մարմնի: Այս ծնում է երեւույթի իներցիայի, որը մենք քննարկելու այս հոդվածում.

Որն է իներցիա. Օրինակ, կյանքի դիտարկումները

Քննենք, որտեղ որեւէ մարմին նախնական փուլում Փորձի արդեն շարժման. Անց մենք կտեսնենք, որ նվազում է արագությամբ եւ դադարեցնել մարմինը չի կարող տեղի ունենալ առանց թույլտվության, քանի որ պատճառն այն է, որ ազդեցությունը նրա վրա այլ մարմնի:

Դուք, հավանաբար, պետք է ավելի քան մեկ անգամ նկատվում, ինչպես ուղեւորները, ովքեր ճամփորդություն հասարակական տրանսպորտում, հանկարծ նիհար ընթացքում առաջ արգելակման կամ սեղմված է իր կողմը մի շրջադարձից: Ինչու? Բացատրիր, հետագա. Երբ, օրինակ, մարզիկները է որոշակի հեռավորության վրա, որ նրանք փորձում են զարգացնել առավելագույն արագությունը. Running միջոցով ավարտի գծի, դա արդեն հնարավոր է, եւ ոչ թե վազել, բայց դուք չեք կարող կանգնեցնել կարճ, եւ այսպես մարզիկը ասված մի քանի մետր, այսինքն, կատարում է անկէ:

From վերը նշված օրինակներից կարելի է եզրակացնել, որ բոլոր մարմինները պետք է մի առանձնահատկություն է պահել արագությունը եւ ուղղությունը շարժման, առանց կարող միեւնույն ժամանակ, ակնթարթորեն փոխել նրանց հետագայում գործողությունը մարմնի. Մենք կարող ենք ենթադրել, որ բացակայության դեպքում արտաքին գործողությունների մարմնի եւ պահպանել արագությունը եւ ուղղությունը շարժման, քանի դեռ դուք ուզում. Այնպես որ, այն, ինչ իներցիա. Այս երեւույթը պահպանությունը մարմինը արագություն բացակայության դեպքում ազդեցության այլ մարմինների:

Բացումը իներցիա

Նման սեփականությունը մարմինների աշխատակիցները հայտնաբերել են, իտալացի գիտնական Գալիլեո Գալիլեյ: Հիման վրա իրենց փորձերի եւ պատճառաբանելով, նա պնդում է, որ եթե այդ մարմինը չի արձագանքել այլ մարմինների, այն գտնվում է հանգիստ վիճակում, կամ տեղափոխվում միատեսակ: Նրա հայտնագործությունները ընդգրկված է գիտության որպես օրենքի իներցիայի, բայց ավելի մանրամասնորեն ձեւակերպեց Ռենե Dekart եւ Իսահակ nyuton արդեն իրականացվել է իր համակարգում օրենքների:

Հետաքրքիր է այն հանգամանքը, որ իներցիան, սահմանումը, որը հանգեցրել է մեզ Galileo, համարվում էր հին Հունաստանում Արիստոտելի, այլ բացակայության պատճառով գիտության զարգացման, ճշգրիտ ձեւակերպումը չի տրվել: Նյուտոնի առաջին օրենքը նշում է, որ կան
շրջանակ հղում որոնց այն մարմինը, որն շարժվում անշեղորեն պահպանում է նրա արագությունը հաստատուն է, եթե դա չի գործում որեւէ այլ մարմին: Formula իներցիան մեկում եւ ամփոփվել ֆորումում չէ, բայց ստորեւ մենք շատ այլ բանաձեւերը բացահայտել իր առանձնահատկությունները.

իներցիան մարմինների

Մենք բոլորս գիտենք, որ մարդկային արագությամբ, մեքենա, գնացքը, նավ կամ այլ մարմինների մեծացնում աստիճանաբար, երբ նրանք սկսում են շարժվել. Դուք բոլորդ տեսել մեկնարկը հրթիռների վրա հեռուստատեսությամբ կամ ձեռնարկելով դուրս ինքնաթիռի օդանավակայանում նրանք մեծացնել արագությունը չէ ուժգին, սակայն աստիճանաբար: Հսկողություն, ինչպես նաեւ ամենօրյա պրակտիկա ենթադրում է, որ բոլոր մարմինները ունեն ընդհանուր հատկանիշներ: արագությունը միջնորդությամբ մարմինների գործընթացում իրենց փոխգործակցության փոխվում աստիճանաբար, եւ, հետեւաբար, նրանք պետք է փոխել մի որոշ ժամանակ. Այս առանձնահատկությունն է հեռախոսով կոչվում իներցիան:

Բոլորը իներտ մարմին, բայց ոչ բոլորը նույն իներցիայով: Որ երկու փոխազդող մարմինների դա կլինի ավելի բարձր է կարգը, որը պետք է ձեռք բերել ավելի ցածր արագացում: Այնպես որ, օրինակ, երբ կրակում են ատրճանակ դառնում ավելի քիչ արագացման քան Քարտրիջ. Երբ փոխադարձ հակակրանք է չափահաս եւ երեխան չափահաս չմշկող ստանում է ցածր արագացում, քան երեխայի համար: Սա ցույց է տալիս, որ իներցիան որպես մեծահասակ ավելի.

Է բնութագրել իներցիան մարմինները մտել է հատուկ արժեք մարմնի քաշը, դա սովորաբար մատնանշում է նամակում մ. Որպեսզի կարողանա համեմատել զանգվածների տարբեր մարմինների, զանգվածային ցանկացած նրանցից պետք է համարել միավոր: Նրա ընտրությունը կարող է լինել կամայական, բայց դա պետք է լինի հարմար գործնական օգտագործման համար: Ընկերվար միավորը զանգվածի վերցրել հատուկ տեղեկանք պատրաստված կոշտ խառնուրդ պլատինի եւ iridium. Այն մեզ բոլորիս հայտնի անուն - կիլոգրամ. Նշվում է, որ իներցիան է կոշտ մարմնի 2 տեսակի `ՀՀ Translational եւ ռոտացիոն են: Առաջին դեպքում, չափում իներցիայի զանգվածը, իսկ երկրորդը այն պահը իներցիա, որը մենք կքննարկենք ավելի ուշ:

պահը իներցիա

Այսպես կոչված Scalar ֆիզիկական քանակի: Ընկերվար միավորն պահի իներցիայի կգ · մ ^2: A ընդհանրացված բանաձեւը հետեւյալն է.

Այստեղ, մ _i - զանգվածը կետերից մարմնի, r _i - հեռավորությունը մարմնի z առանցքով նը տարածական կոորդինատային համակարգում: Բանավոր մեկնաբանության, մենք կարող ենք ասել, որ պահը իներցիան որոշվում է գումարի արտադրանքի տարրական զանգվածի բազմապատկած հրապարակում հեռավորության բազային փաթեթի:

Կա մեկ այլ բանաձեւ, բնութագրվում է որոշակի պահ իներցիա:

Կա dm - բջջային զանգված, r - հեռավորությունը տարր dm z առանցքի. Բանավոր կերպով կարելի է ձեւակերպել: պահի իներցիա զանգվածային կետերի համակարգի, կամ հարաբերական է բեւեռի մարմնին (կետ) է հանրահաշվական գումարը արտադրանքի զանգվածի նյութական նը կազմելով մարմինը, հրապարակում է հեռավորության 0-ից մինչեւ բեւեռ:

Հարկ է նշել, որ կան 2 տեսակի պահերին իներցիա - սռնու եւ կենտրոնախույս: Կա նաեւ նման բան, որպես հիմնական պահերին իներցիան (GMI) (Կապված հիմնական axes): Որպես կանոն, նրանք միշտ էլ տարբերվում. Այժմ մենք կարող ենք հաշվարկել պահերը իներցիայով երկար մարմինների (մխոց, սկավառակի, ոլորտի, կոն, ոլորտի, եւ այլն.), Բայց մենք չենք փորել դեպի նրբագեղության բոլոր բանաձեւերի.

տեղեկատվական համակարգ

Առաջին օրենքն Newton զբաղվել միասնական Էվկլիդյան շարժման, որը կարող է տեսնել միայն որոշակի շրջանակներում հղում. Նույնիսկ մոտավոր վերլուծությունը մեխանիկական երեւույթների ցույց է տալիս, որ այդ օրենքն իներցիա չէ կատարվում է բոլոր ստուգիչ շրջանակներում:

Դիտարկենք մի պարզ փորձարկմամբ: Մենք դնում գնդակը հորիզոնական սեղանի մեքենայի եւ պահպանել է իր շարժումը: Եթե գնացքը կլինի մի պետության հանգստության ազգականի Երկրի, ապա գնդակը չի պահել հանգիստ, քանի դեռ մենք չենք գործել դրա վրա է մեկ այլ մարմնի (օրինակ, ձեռքի): Հետեւաբար, հղում համակարգ է, որը կապված է Երկրի, օրենքը իներցիա ունի.

Պատկերացրեք, որ գնացքը կգնա երկրից միատեսակ եւ ուղիղ. Այնուհետեւ, հղում համակարգ է, որը կապված է գնացքի, որ գնդակը չի փրկել վիճակը մտքի, իսկ մեկը, որը կապված է Երկրի վրա, - վիճակը միասնական շարժման. Հետեւաբար, օրենքը իներցիա իրականացվում է ոչ միայն շրջանակներում հղում հետ կապված երկրի, այլեւ մյուս բոլոր տեղափոխելիս հարաբերական Երկրի միատեսակ եւ ուղիղ.

Հիմա պատկերացրեք, որ գնացքը փնովում մինչեւ արագությամբ արագ կամ կտրուկ դառնում (բոլոր դեպքերում, դա արագացվում Երկրի համեմատ): Ապա, ինչպես եւ նախկինում, որ գնդակը պահպանում է միասնական եւ Էվկլիդյան միջնորդությունը, որը նա ուներ նախքան արագացնելու գնացքով. Սակայն, ինչ վերաբերում է գնդակը գնացքի ինքն գալիս մի պետության հանգիստ, թեեւ չկա մարմին, որը պետք է արտածել նրանից. Սա նշանակում է, որ ծրագրի շրջանակներում հղում հետ կապված արագացման երկաթուղային Երկրի նկատմամբ, օրենքը իներցիայի կոտրված է:

Այսպիսով, շրջանակ, որոնք դուք, որ օրենքը իներցիա կոչվում են իներցիոն: Եւ նրանք, որ չեն իրականացվում, - ոչ իներցիոն. Սահմանել նրանց պարզապես `եթե այդ մարմինը շարժվում միատեսակ են ուղիղ գծի (որոշ դեպքերում մի հանգստություն), որ իներցիոն համակարգ. եթե միջնորդությունը է անհավասար - ոչ իներցիոն.

իներցիան ուժ

Սա բավականին գնահատվում հայեցակարգը, ուստի փորձում է, որքան հնարավոր է համարում այն մանրամասնորեն. Ահա մի օրինակ. Դուք կանգնել հանգիստ է ավտոբուսում. Հանկարծ նա սկսում է շարժվել, եւ այդպիսով վաստակելով արագացում. Դուք կարող եք նիհար ետ անցյալը. Բայց ինչու? Ով եք դուք քաշեց. - Ից տեսանկյունից դիտորդի Երկրի վրա (իներցիոն հղում համակարգ) Դուք մնում է տեղում, իսկ իրականացրել է առաջին օրենքը Newton. From դիտորդի տեսանկյունից ավտոբուսում, դուք սկսում հետընթաց, քանի որ եթե համաձայն ցանկացած ուժի. Ի դեպ, ձեր ոտքերը, որոնք կապված են հետ տարաձայնությունների հարկում ավտոբուսում, առաջ գնալ դրա հետ, եւ դուք,
կորցնում է իր հավասարակշռությունը, նա ստիպված էր ընկնում ետ. Այսպիսով, պետք է նկարագրել միջնորդությունը մարմնի ոչ իներցիոն շրջանակներում հղում անհրաժեշտ է ներկայացնել եւ հաշվի է առնում այն լրացուցիչ ուժերի, որոնք գործում են ին մասի մարմնի հետ կապերի այդպիսի համակարգի. Այդ ուժերը կարող են ուժերը իներցիայով:

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ իրենք են ֆիկտիվ, քանի որ չկա ոչ մի մարմին կամ դաշտը ազդեցության տակ, որը դուք սկսել են շարժվել ավտոբուսում. Նյուտոնի օրենքները իներցիոն ուժերի չեն կիրառվում, սակայն, պետք է օգտագործել նրանց հետ միասին «իրական» ուժերի թույլ է տալիս մեզ նկարագրելու միջնորդությունը կամայական ոչ իներցիոն տեղեկագիր համակարգեր օգտագործելով տարբեր գործիքներ: Սա է ամբողջ կետն մուտքի ուժերի իներցիայով:

Այնպես որ, հիմա դուք գիտեք, թե ինչ է իներցիան պահը իներցիան եւ իներցիոն տեղեկագիր համակարգեր, իներցիոն ուժերի. Շարժվում է.

Թարգմանչական միջնորդությունը համակարգեր

Ենթադրենք, որ մի մարմին է ոչ իներցիոն տեղեկանք շրջանակ շարժվում արագացման մի ₀ հարաբերական է իներցիոն ուժով հանդես է գալիս F. Մի ոչ իներցիոն հավասարման անալոգային Նյուտոնի երկրորդ օրենքը ունի ձեւը:

Որտեղ է ₀ մարմին արագացումը զանգվածային մ, ինչը պայմանավորված է ուժ F հարաբերական են ոչ-իներցիոն շրջանակներում հղում, _Іn F - ի _{իներցիայի ուժը:} Այն ուժը, F աջ կողմում է «իսկական» այն իմաստով, որ դա դրա արդյունքում փոխազդեցությունը պինդ կախված է միայն այն տարբերությամբ, որ կոորդինատների եւ արագությունների են շփվել նյութական նը, որ չեն փոխել մեկ շրջանակի մյուսը, շարժվում translationally. Հետեւաբար, այն չի փոխվել, եւ այն ուժը, F. Այն անփոփոխ նկատմամբ նման անցումային. Եւ այստեղ առաջանում է _іn F ոչ թե այն պատճառով , որ փոխգործակցության մարմինների, այլ այն պատճառով, որ արագացված միջնորդությամբ տեղեկանք համակարգի, որն է պատճառը, որ այն փոխվում է շատ արագ անցումը դեպի այլ համակարգի, այնպես որ դա չի անփոփոխ:

Որ կենտրոնախույս իներցիայի ուժը

Հաշվի առնել վարքագիծը մարմինների ոչ-իներցիոն շրջանակներում հղում. Xoy շրջանառում հարաբերական է իներցիոն համակարգ նշանակում է մենք ենթադրում ենք, Երկրի վրա է մշտական անկյունային արագություն ω: Որպես օրինակ է համակարգը նկարում:

Վերը ցույց է տալիս դիսկ, որտեղ շառավիղորեն ֆիքսված գաւազանը եւ կրելու է կապույտ գնդակը », կապված» է drive առանցքի առաձգական պարան: Մինչեւ սկավառակի շրջանառում, որ պարան չի դեֆորմացվում. Սակայն, unscrewing սկավառակի կաթիլ աստիճանաբար պարան ձգվում մինչեւ _հմմտ առաձգական ուժի F չի դառնա այնպիսին, որ գնդակը գտնվում է արտադրանքը զանգվածային մ իր բնականոն արագացման մի _n = -ω ² R, այսինքն F = -mω _հմմտ ² _R, ջրով կը հեղեղեմ երկիրը R - ն շառավղով շրջանագծի, որը նկարագրում է շիկացման լամպ ընթացքում ռոտացիոն շուրջ համակարգում:

Եթե անկյունային արագության ω սկավառակ մնում է անփոփոխ, եւ գնդակը կդադարի միջնորդությունը նկատմամբ առանցքի OX: Այս դեպքում համեմատաբար Xoy հղում համակարգը կապված է սկավառակ, որ գնդակը կլինի պետության հանգիստ. Սա բացատրվում է նրանով, որ այս համակարգում, ի լրումն ուժային F _Wed, գործում է գնդակը F _տես իներցիա, որն ուղղված է միասին շառավղով սկավառակի պտտման առանցքի. Ուժ, ունենալով ձեւը, քանի որ բանաձեւով ստորեւ, որը կոչվում է կենտրոնախույս ուժ իներցիա. Այն կարող է ծագել միայն պտտվող շրջանակները հղում.

Coriolis ուժ

Ստացվում է, որ այն ժամանակ, երբ մարմինները տեղափոխել նկատմամբ պտտվող շրջանակներում հղում, նրանց, ի լրումն կենտրոնախույս ուժերի իներցիան, գործում է մեկ այլ ուժ, - The Coriolis. Դա միշտ էլ ուղղահայաց վեկտորը V արագությամբ մարմնի, ինչը նշանակում է, որ այն չի կատարել որեւէ աշխատանք մարմնի վրա: Մենք ընդգծում ենք, որ Coriolis ուժ դրսեւորվում է միայն այն ժամանակ, երբ մարմինը շարժվում նկատմամբ ոչ-իներցիոն տեղեկանք շրջանակ, որը իրականացնում է ռոտացիա: Նրա բանաձեւը հետեւյալն է.

Քանի որ արտահայտության (v * ω) տրվում է վեկտորի արտադրանքի վեկտորի փակագծերում, ապա կարելի է եզրակացնել, որ այդ ուղղությունը Coriolis ուժի որոշվում է աջ ձեռքի կանոն նկատմամբ նրանց: Նրա միավորը:

Այստեղ Ө - ն անկյունը միջեւ վեկտորները ընդդեմ եւ w.

Եզրափակելով

Իներցիան - դա զարմանալի երեւույթ է, որ օրական haunts յուրաքանչյուր մարդու հարյուրավոր անգամներ, նույնիսկ եթե մենք չենք նկատում այն. Մենք կարծում ենք, որ այդ հոդվածը տվել ձեզ կարեւոր հարցերի պատասխանները, թե ինչ է իներցիա, որ ուժն ու պահեր իներցիայով, որոնք հայտնաբերված երեւույթը իներցիան: Իհարկե, դա հետաքրքիր էր: