Momen inersia. Beberapa rincian Mekanik Padat

Salah satu prinsip fisik dasar interaksi padatan adalah hukum inersia, yang dirumuskan oleh besar Isaakom Nyutonom. Dengan konsep ini kita hadapi hampir sepanjang waktu, karena memiliki pengaruh yang sangat besar pada semua hal materi dari dunia ini, termasuk manusia. Pada gilirannya, seperti kuantitas fisik, sebagai momen inersia, terkait erat dengan hukum yang disebutkan di atas, untuk menentukan kekuatan dan durasi efeknya pada padatan.

Dari sudut pandang mekanika material, setiap objek dapat digambarkan sebagai sistem tidak berubah-ubah dan jelas terstruktur (ideal) dari poin, jarak timbal balik antara yang tidak berubah tergantung pada karakter gerak mereka. Pendekatan ini memungkinkan untuk menghitung secara tepat oleh formula khusus inersia substansial seluruh padatan. nuansa lain yang menarik di sini adalah bahwa setiap kompleks yang memiliki paling rumit jalan, gerakan dapat direpresentasikan sebagai sekumpulan gerakan sederhana di ruang: rotasi dan translasi. Hal ini juga jauh lebih mudah fisikawan hidup dalam perhitungan nilai fisik.

Untuk memahami apa momen inersia dan apa yang pengaruhnya terhadap dunia di sekitar kita adalah yang paling mudah misalnya kecepatan perubahan mendadak dari kendaraan penumpang (pengereman). Dalam hal ini, kaki berdiri gesekan penumpang di lantai untuk memikat a. Tetapi pada saat yang sama pada dampak apapun tidak akan diberikan tubuh dan kepala, sehingga mereka untuk beberapa waktu akan terus bergerak dengan kecepatan yang telah ditentukan yang sama. Akibatnya, penumpang untuk bersandar ke depan atau jatuh. Dengan kata lain, momen inersia dari kaki, dipadamkan oleh gesekan terhadap lantai, akan jauh lebih kecil dari titik-titik lain dari tubuh. Pola berlawanan diamati dengan peningkatan tajam dalam kecepatan bus atau mobil trem.

Momen inersia dapat didefinisikan sebagai kuantitas fisik, sama dengan jumlah produk dari massa dasar (orang-orang individu titik Solid) dengan kuadrat jarak dari sumbu rotasi. Dari definisi ini berikut bahwa karakteristik ini adalah kuantitas aditif. Sederhananya, saat tubuh materi inersia sama dengan jumlah bagian-bagiannya parameter yang sama: J = J ₁ + J ₂ + J + ₃ ...

Indikator untuk tubuh geometri kompleks, eksperimen ditentukan. Kita harus memperhitungkan terlalu banyak parameter fisik yang berbeda termasuk kepadatan objek, yang mungkin tidak seragam di lokasi yang berbeda, menciptakan perbedaan massa disebut dalam segmen yang berbeda dari tubuh. Dengan demikian, formula standar tidak cocok. Sebagai contoh, momen inersia dari cincin dengan radius tertentu dan kepadatan seragam, memiliki sumbu rotasi yang melewati pusatnya, dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut: J = mR ^2. Tapi cara ini tidak akan bekerja untuk menghitung nilai ini untuk membungkus, semua bagian yang terbuat dari bahan yang berbeda.

Sebuah momen inersia bola yang solid dan struktur homogen dapat dihitung dengan rumus: J = 2 / 5mR ^2. Dalam perhitungan indeks untuk tubuh relatif terhadap dua sumbu rotasi paralel dalam rumus parameter tambahan - jarak antara sumbu, dilambangkan dengan huruf a. Sumbu kedua rotasi dilambangkan dengan huruf L. Misalnya, rumus dapat berupa berikut: J = L + ma ^2.

eksperimen-hati pada gerak inersia tubuh dan interaksi mereka pertama kali dibuat oleh Galileo di persimpangan dari abad XVI dan XVII. Mereka memungkinkan ilmuwan besar, adalah dari waktu ke depan, untuk membangun hukum dasar pelestarian tubuh fisik dari keadaan istirahat atau gerak lurus relatif terhadap bumi dengan tidak adanya paparan tubuh lainnya. Hukum inersia adalah langkah pertama dalam membangun prinsip-prinsip fisik dasar mekanika, sementara masih cukup samar-samar, tidak jelas dan samar-samar. Newton kemudian merumuskan hukum-hukum umum tentang gerak tubuh, termasuk dalam jumlah mereka dan hukum inersia.