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什麼是慣性? 含義的單詞“慣性”的。 剛體的慣性。 轉動慣量的測定。

從日常經驗中,我們可以確認如下結論:速度和身體運動的方向只能在其與另一個體的相互作用過程中被改變。 這就產生了慣性的現象,這是我們在本文中討論。

什麼是慣性? 例如生活觀察

考慮其中在實驗的初始階段的任何體是已經在運動的情況下。 稍後我們會看到,在速度的下降和停止身體不能發生未經許可,因為其原因是另一個身體對他的影響。

你可能不止一次觀察到如何在誰的公共交通出行的乘客,突然剎車或急轉彎壓在其一側時前傾更多。 為什麼呢? 進一步解釋。 當,例如,運動員跑一定的距離,他們正在努力開發的最大速度。 通過終點線運行時,它已經是可能的,並沒有運行,但你不能阻止短,所以運動員跑幾米,就是進行滑行。

從上面的例子可以得出結論,所有的機構有一個特點,以保持運動的速度和方向,而不能在同一時間瞬間改變他們以後身體的動作。 我們可以假設,在沒有身體的外部動作的只要你想保持運動的速度和方向。 那麼,什麼是慣性? 這種現象養護全身速度在沒有接觸到其他機構。

慣性開幕

機構的這種性質發現,意大利科學家伽利略。 根據他們的實驗和推理,他認為:如果身體沒有與其他機構的反應,它是在一個平靜的狀態,或均勻移動。 包括在科學由於慣性定律,他的發現,但更詳細制定它劉若英Dekart和伊薩克Nyuton在其法律制度已經實施。

有趣的事實:慣性,其定義使我們伽利略,在古希臘亞里士多德認為,但由於缺乏科學的發展,並沒有給出確切的措辭。 牛頓第一定律指出:有
的參考幀相對於其中其移動體穩定保持其速度不變,如果它不操作的任何其它機構。 在一個慣性式和離線總結,但低於我們給許多其他的公式揭示其特性。

機構的慣性

我們都知道, 人類的速度, 汽車,火車,輪船或其他機構逐漸增加,當他們開始移動。 在座的各位都在電視上看到發射導彈或機場起飛的飛機 - 他們提高速度不是波濤洶湧,但逐漸顯現。 監控,以及日常實踐表明,所有機構都有一個共同的特點:機構在他們交往的過程中逐漸改變運動的速度,因此,他們需要改變一會兒。 手機的這一特性稱為慣性。

所有的惰性身體,但不是所有的相同慣性。 兩個相互作用的機構將是在訂單,這將獲得較低的加速度更高。 因此,例如,射擊槍時變得比墨盒少加速度。 當成人的相互排斥和成人滑冰接收比孩子一個較低的加速度孩子。 這表明,一個成年人的慣性更多。

為了分析機構已經進入了一個特殊值慣性-體重,它通常由字母M表示 為了能夠比較不同機構的群眾,其中任何的質量應該算是單位。 她的選擇可以是任意的,但它必須是方便實用。 質量的SI單位採取選自鉑和銥的硬質合金特別提到。 這是我們大家熟知的名字 - 公斤。 值得注意的是,剛體的慣性為2種類型:平移和旋轉。 在第一種情況下,慣性測量的是質量,第二 - 轉動慣量,我們將在後面討論。

慣性矩

所謂標物理量。 的轉動慣量的SI單位是千克·米2。 廣義公式如下:

在這裡,M I -是身體的點的質量, R I -是從主體到z軸點的空間坐標系中的距離。 在口頭解釋,我們可以說,轉動慣量是由乘以該基地集的距離的平方基本質量的乘積之和確定。

還有另一種配方,其特徵在於,慣性的某一時刻:

DM -細胞團,R -從元件到DM z軸的距離。 口頭可以配製為:的系統的質點,或相對於極體(點)的慣性力矩 - 是化妝身體,為0〜磁極的距離的平方材料點的質量的產品的代數和。

值得一提的是,有2種慣性的時刻 - 軸流式和離心。 還存在這樣的事,作為慣性(GMI)主要的時刻(相對於主軸)。 作為一項規則,他們總是不同的。 現在,我們可以計算出的慣性許多機構的瞬間(缸,盤,球體,圓錐體,球體,等等。),但我們不會深入到所有公式的細化。

參考系統

牛頓第一定律所處理的勻速直線運動,它可以僅在參考某一幀中可以看出。 力學現象,甚至近似的分析表明,慣性定律在所有的參照系不被執行。

舉一個簡單的實驗:我們把球在水平桌子上的車,並觀察它的運動。 如果列車將在相對於地球的安寧的狀態,那麼球會只要我們不被其他主體(例如手)就可以採取行動保持冷靜。 因此,在與地球有關的參考系統,慣性定律成立。

試想一下,火車會從地球去均勻且直。 然後,在與火車相關聯的參考系統,球會節省心態,和與地球相關聯,所述一個 - 均勻運動的狀態。 因此,慣性定律不僅在與地球相關聯的參考幀進行,也可在所有其它移動相對於地球均勻且直的。

現在想像一下,火車快速回升的速度或突然轉向(在所有情況下,它是相對於地球加速)。 然後,像以前一樣,球保持均勻, 直線運動, 這是他在飛馳的列車收到了。 然而,相對於球列車本身來自平靜的狀態,雖然沒有機構,就從他推導出它。 這意味著,在與相對於地球列車的加速度相關聯的參考框架中,慣性定律被打破了。

因此,在你的慣性定律的框架被稱為慣性。 而那些沒有進行, - 非慣性。 定義它們只是:如果人體在一條直線上均勻地移動(在某些情況下 - 是沉著),慣性系統; 如果該運動是不均勻的 - 非慣性。

慣性力

這是一個相當有價值的概念,所以嘗試盡可能多地考慮它的細節。 下面是一個例子。 你靜靜地站在公交車。 突然,他開始移動,從而獲得加速度。 你會往後靠過去。 但是,為什麼? 你是誰拉? 但從地球上的觀察者的角度 (慣性參考系統), 你留在原地,而進行了牛頓第一定律。 從總線觀察者的角度來看,你開始倒退,彷彿在任何力量。 事實上,你的腿,這是由摩擦與總線的連接樓,繼續用它,而你,
失去了平衡,他只好退回。 因此,為了描述在參考非慣性幀中的身體的運動是必要引入並考慮其上具有這樣的系統中的體關係的部分作用附加力。 這些力的慣性力。

請注意,他們是虛構的,因為沒有一個統一的機構或領域,而你已經開始在公交移動的影響。 牛頓定律的慣性力不適用然而,沿著用它們的“真實”的力量可以讓我們來描述使用不同的工具任意非慣性參考系統中的運動。 這是我們一慣的輸入力的關鍵所在。

所以,現在你知道什麼是慣性和慣性基準系統,慣性力的轉動慣量。 繼續前進。

平移運動系統

假設一些體在非慣性參考幀與加速度a 0移動 相對於慣性力作用F.對於非慣性方程模擬牛頓第二定律具有以下形式:

其中,a 0 -的質量為m,其由相對於參考的非慣性幀的力F所引起的主體加速度; Іn的F -的慣性 在右側上的力F是在這個意義上,這是所得到的僅在不從一幀改變到另一個,平移移動的坐標和相互作用材料點的速度的差取決於固體的相互作用“真正的”。 因此,它不會改變和力F.它是不隨這種過渡。 在這裡,出現іn˚F 不是因為機構的互動,但由於參照系的加速運動,這就是為什麼它是在不斷變化的迅速過渡到不同的系統,所以它不是不變的。

慣性離心力

考慮參照非慣性系機構的行為。 XOY相對轉動慣性系統意味著我們假設地球以恆定的角速度ω。 一個例子是在以下的圖中的系統。

以上示出了光盤,其中徑向固定桿和穿著藍色球,“捆綁”到彈性繩的驅動軸線。 直到磁盤旋轉時,繩不變形。 然而,旋盤珠逐漸繩伸展直至比照彈性力F不成為使得球是質量為m的產品在其正常加速度a N =-ω2 R,F =-mω 比照 2 R,其中的R - 是該系統圍繞旋轉期間介紹燈泡中的圓的半徑。

如果角速度ω磁盤保持恆定,和球將停止運動相對於所述軸OX。 在這種情況下相對XOY參考系統與盤相關聯,則球將在平靜的狀態。 這是一個事實,即在這個系統中,除了力F 週三,作用於球˚FCF慣性解釋, 其沿著從旋轉盤軸線的半徑定向。 強度,具有的形式,如下面的公式中,稱為 離心力 的慣性。 它僅可以發生在旋轉的參考幀。

科氏力

事實證明,當體相對於移動的參考旋轉框架,對他們來說,除了慣性離心力,經營的另一股力量 - 科里奧利。 它始終是垂直於身體,這意味著它不會對身體執行任何工作的矢量V的速度。 我們強調,科里奧利力本身表現只有當主體相對於移動到非慣性參考幀,其執行所述旋轉。 其公式如下:

因為表達式(V *ω)由括號中向量的向量積給出,則可以得出結論,該科里奧利力的方向是由相對於他們的右手定則確定的。 它的單位是:

這裡Ө -是向量vw之間的角度

總之

慣性 - 這是一個令人驚訝的現象,每天困擾著每一個個體數百次,即使我們沒有注意到它。 我們認為,該文章給你重要的答案,什麼是慣性,那就是實力和轉動慣量,誰發現的慣性現象的問題。 當然,這很有趣。

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