Ətalət anı. Sərt cisim mexanikasının bəzi təfərrüatları

Ətalət anı. Sərt cisim mexanikasının bəzi təfərrüatları
Ətalət anı. Sərt cisim mexanikasının bəzi təfərrüatları
Anonim

Bərk cisimlərin qarşılıqlı təsirinin əsas fiziki prinsiplərindən biri böyük İsaak Nyuton tərəfindən tərtib edilmiş ətalət qanunudur. Biz bu anlayışla demək olar ki, daim qarşılaşırıq, çünki o, dünyamızın bütün maddi obyektlərinə, o cümlədən insanlara son dərəcə böyük təsir göstərir. Öz növbəsində, ətalət anı kimi fiziki kəmiyyət onun bərk cisimlərə təsirinin gücünü və müddətini təyin edən yuxarıda qeyd olunan qanunla ayrılmaz şəkildə bağlıdır.

Ətalət anı
Ətalət anı

Mexanika nöqteyi-nəzərindən istənilən maddi obyekti dəyişməz və aydın strukturlaşdırılmış (ideallaşdırılmış) nöqtələr sistemi kimi təsvir etmək olar, onların hərəkətinin xarakterindən asılı olaraq qarşılıqlı məsafələr dəyişmir. Bu yanaşma xüsusi düsturlardan istifadə edərək demək olar ki, bütün bərk cisimlərin ətalət momentini dəqiq hesablamağa imkan verir. Burada başqa bir maraqlı nüansdırən mürəkkəb trayektoriyaya malik olan hər hansı bir kompleksin kosmosda sadə hərəkətlər toplusu kimi təmsil oluna bilər: fırlanma və tərcümə. Bu, həm də bu fiziki kəmiyyəti hesablayarkən fiziklərin həyatını xeyli asanlaşdırır.

Halqanın ətalət anı
Halqanın ətalət anı

Ətalət anının nə olduğunu və onun ətrafımızdakı dünyaya təsirinin nə olduğunu başa düşmək üçün minik avtomobilinin sürətinin kəskin dəyişməsi (əyləc) nümunəsindən istifadə etmək ən asandır. Bu vəziyyətdə, dayanan sərnişinin ayaqları yerə sürtünmə ilə sürüklənəcəkdir. Ancaq eyni zamanda, gövdə və baş üzərində heç bir təsir olmayacaq, nəticədə onlar bir müddət eyni sürətdə hərəkət etməyə davam edəcəklər. Nəticədə sərnişin irəli əyiləcək və ya yıxılacaq. Başqa sözlə, zəmində sürtünmə qüvvəsi ilə sönən ayaqların ətalət anı bədənin qalan nöqtələrindən əhəmiyyətli dərəcədə az olacaq. Əks mənzərə avtobus və ya tramvay vaqonunun sürətinin kəskin artması ilə müşahidə olunacaq.

Ətalət momenti elementar kütlələrin hasillərinin (bərk cismin həmin ayrı-ayrı nöqtələri) cəminə və onların fırlanma oxundan məsafəsinin kvadratına bərabər olan fiziki kəmiyyət kimi tərtib edilə bilər. Bu tərifdən belə çıxır ki, bu xüsusiyyət əlavə kəmiyyətdir. Sadə dillə desək, maddi cismin ətalət anı onun hissələrinin oxşar göstəricilərinin cəminə bərabərdir: J=J1 + J2 + J 3 + …

Topun ətalət anı
Topun ətalət anı

Mürəkkəb həndəsə cisimləri üçün bu göstərici eksperimental olaraq tapılıb. hesababədənin müxtəlif seqmentlərində sözdə kütlə fərqini yaradan müxtəlif nöqtələrdə qeyri-bərabər ola bilən cismin sıxlığı da daxil olmaqla çoxlu müxtəlif fiziki parametrləri nəzərə almaq. Buna görə standart düsturlar burada uyğun deyil. Məsələn, mərkəzindən keçən fırlanma oxuna malik olan müəyyən radiuslu və vahid sıxlığı olan halqanın ətalət momenti aşağıdakı düsturla hesablana bilər: J=mR2. Lakin bu yolla bütün hissələri müxtəlif materiallardan hazırlanmış halqa üçün bu dəyəri hesablamaq mümkün olmayacaq.

Və bərk və bircins strukturlu topun ətalət momenti düsturla hesablana bilər: J=2/5mR2. Bu göstəricini iki paralel fırlanma oxuna nisbətən cisimlər üçün hesablayarkən, düstura əlavə bir parametr daxil edilir - a hərfi ilə qeyd olunan oxlar arasındakı məsafə. İkinci fırlanma oxu L hərfi ilə işarələnir. Məsələn, düstur belə görünə bilər: J=L + ma2.

Cismlərin ətalət hərəkətinin və onların qarşılıqlı təsirinin təbiətinin öyrənilməsinə dair diqqətli təcrübələr ilk dəfə XVI-XVII əsrlərin sonunda Qalileo Qaliley tərəfindən aparılmışdır. Onlar öz dövrünü qabaqlayan böyük alimə imkan verdilər ki, fiziki cisimlər onlara təsir edən başqa cisimlər olmadıqda, Yerə nisbətən sakitlik və ya düzxətli hərəkət vəziyyətini qoruyub saxlaması haqqında əsas qanunu müəyyən etsin. Ətalət qanunu o dövrdə hələ də tamamilə qeyri-müəyyən, qeyri-müəyyən və qaranlıq olan mexanikanın əsas fiziki prinsiplərinin qurulmasında ilk addım oldu. Sonradan Nyuton, hərəkətin ümumi qanunlarını formalaşdırdıcisimlər, onların arasına ətalət qanunu daxildir.

Tövsiyə: