Tartalom
- A tehetetlenség megértése a newtoni mozgás törvényével
- Inertia Formula
- Energia és tehetetlenség
- Inertikus terhelés
Minden tárgynak, amelynek tömege van az univerzumban, tehetetlenségi terhelés van. Bármelyiknek tömege van tehetetlenséggel. A tehetetlenség a sebességváltozásnak való ellenállás, és a Newton első mozgási törvényére vonatkozik.
A tehetetlenség megértése a newtoni mozgás törvényével
Newton első mozgási törvénye kijelenti, hogy a nyugalomban lévő tárgy nyugalomban marad, kivéve, ha egy kiegyensúlyozatlan külső erő hatására. Az állandó sebességgel mozgó tárgy mozgásban marad, kivéve, ha egy kiegyensúlyozatlan külső erő (például súrlódás) hajtja végre.
A Newton első törvényét szintén a tehetetlenségi törvény. A tehetetlenség a sebességváltozásnak való ellenállás, ami azt jelenti, hogy minél nagyobb tehetetlenséggel rendelkezik egy tárgy, annál nehezebb jelentős változást okozni a mozgásában.
Inertia Formula
A különböző tárgyak különböző tehetetlenségi pillanatokkal rendelkeznek. A tehetetlenség a tömegtől, a tárgy sugaratól vagy hosszától és a forgástengelytől függ. Az alábbiakban bemutatjuk az egyenletek némelyikét a különböző tárgyakra a terhelési tehetetlenség kiszámításakor, az egyszerűség kedvéért a forgástengely az objektum közepén vagy a központi tengelyen van.
Karika a központi tengely körül:
I = MR2
Ahol én a tehetetlenség pillanata, M tömeg, és R a tárgy sugara.
Gyűrűs henger (vagy gyűrű) a központi tengely körül:
I = 1 / 2M (R12+ R22)
Ahol én a tehetetlenség pillanata, M tömeg, R1 a gyűrűtől balra elhelyezkedő sugarat és _R2 _ a sugár a gyűrűtől jobbra.
Tömör henger (vagy tárcsa) a központi tengely körül:
I = 1 / 2MR2
Ahol én a tehetetlenség pillanata, M tömeg, és R a tárgy sugara.
Energia és tehetetlenség
Az energiát džaulokban (J) mérjük, a tehetetlenségi nyomatékot pedig x x m-ben mérjük2 vagy kilogramm szorozva négyzetméterrel. A tehetetlenségi pillanat és az energia közötti kapcsolat megértésének jó módja a következő fizikai problémák:
Számítsa ki egy olyan korong tehetetlenségi nyomatékát, amelynek kinetikus energiája 24 400 J, amikor 602 fordulat / perc forog.
A probléma megoldásának első lépése a 602 fordulat / perc SI-egységekké konvertálása. Ehhez a 602 ford / perc értéket rad / s értékre kell konvertálni. Egy kör teljes fordulatszáma 2π rad, amely egy fordulat és 60 másodperc percenként. Ne feledje, hogy az egységeknek ki kell lépniük a rad / s érték eléréséhez.
602 fordulat / perc x 2_π / 60s = 63 rad / s_
A lemez tehetetlenségi momentuma az előző szakaszban látható I = 1 / 2MR2
Mivel ez a tárgy forog és mozog, a kerék kinetikus energiájával vagy a mozgás energiájával rendelkezik. A kinetikus energia egyenlet a következő:
KE = 1 / 2Iw2
Ahol KE kinetikus energia, én a tehetetlenség pillanata, és w az a szögsebesség, amelyet mm-ben mérnek rad / s.
Csatlakoztasson 24 400 J kinetikus energiát és 63 rad / s szögsebességet a kinetikus energia egyenletbe.
24,400 = 1 / 2I (63 rad / s2 )2
Szorozzuk meg mindkét oldalt 2-del.
48 800 J = I (63 rad / s2 )2
Négyzetbe tegye a szögsebességet az egyenlet jobb oldalán, és ossza meg mindkét oldalával.
48 800 J / 3969 rad2/ s4 = Én
Ezért a tehetetlenség pillanata a következő:
I = 12,3 kgm2
Inertikus terhelés
A tehetetlenségi terhelés vagy én kiszámítható a típustípus és a forgástengely függvényében. Azoknak a tömegnek a többsége, amelyek tömege, hossza vagy sugara tehetetlenségi pillanat. Gondolj a tehetetlenségre mint a változásellenállásra, de ezúttal a változás sebessége. A nagy tömegű és nagyon nagy sugárú hengerek nagyon nagy tehetetlenségi nyomatékkal rendelkeznek. Nagyon sok energiát igényelhet, hogy a szíjtárcsa megy, de miután elindult, nehéz lesz megállítani a tehetetlenségi terhelést.