Момент на инерция: характеристики на механиката на твърдото тяло

Момент на инерция: характеристики на механиката на твърдото тяло
Момент на инерция: характеристики на механиката на твърдото тяло
Anonim

Импулсът се отнася до фундаменталните, фундаментални закони на природата. Тя е пряко свързана със свойствата на симетрия на пространството на физическия свят, в който всички ние живеем. Благодарение на закона за неговото запазване, ъгловият импулс определя познатите ни физически закони за движението на материалните тела в пространството. Тази стойност характеризира размера на транслационно или ротационно движение.

ъглов импулс
ъглов импулс

Моментът на импулса, наричан още "кинетичен", "ъглов" и "орбитален", е важна характеристика, която зависи от масата на материалното тяло, особеностите на неговото разпределение спрямо въображаема ос на циркулация и скоростта на движение. Тук трябва да се уточни, че в механиката ротацията има по-широко тълкуване. Дори праволинейно движение покрай някаква точка, произволно лежаща в пространството, може да се счита за ротационно, приемайки го като въображаема ос.

Ъгловият импулс и законите за неговото запазване са формулирани от Рене Декарт във връзка с прогресивно движеща се система от материални точки. Вярно е, че той не спомена запазването на въртеливото движение. Само век по-късно, ЛеонардОйлер, а след това и друг швейцарски учен, физик и математик Даниил Бернули, докато изучават въртенето на материална система около фиксирана централна ос, стигат до заключението, че този закон се прилага и за този тип движение в пространството.

Ъглов момент на материална точка
Ъглов момент на материална точка

По-нататъшни проучвания напълно потвърдиха, че при липса на външно влияние, сумата от произведението на масата на всички точки от общата скорост на системата и разстоянието до центъра на въртене остава непроменена. Малко по-късно френският учен Патрик Дарси изрази тези термини по отношение на площите, обхванати от радиус векторите на елементарните частици за същия период от време. Това направи възможно свързването на ъгловия импулс на материална точка с някои добре известни постулати на небесната механика и по-специално с най-важната позиция за движението на планетите от Йоханес Кеплер.

Импулс на твърдо тяло
Импулс на твърдо тяло

Ъгловият импулс на твърдо тяло е третата динамична променлива, към която са приложими разпоредбите на основния закон за запазване. Той гласи, че независимо от естеството и вида на движението, при липса на външно влияние, дадено количество в изолирана материална система винаги ще остане непроменено. Този физически индикатор може да претърпи промени само ако има ненулев момент на действащите сили.

От този закон следва също, че ако M=0, всяка промяна в разстоянието между тялото (система от материални точки) и централната ос на въртене със сигурност ще доведе до увеличаване или намаляванескоростта на нейното въртене около центъра. Например, гимнастичка, която изпълнява салта, за да направи няколко завъртания във въздуха, първоначално търкулва тялото си на топка. А балерините или фигуристите, докато се правят на пируети, разперват ръцете си встрани, ако искат да забавят движението, и, обратно, ги притискат към тялото, когато се опитват да се въртят с по-бърза скорост. Така основните закони на природата се използват в спорта и изкуството.

Препоръчано: