Лекция. Физикалық есептердің маңызы және классификациясы
Айналудың кинетикалық энергиясы
жүктеу/скачать 0,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Күш моменті.
- Қатты дененің айналмалы қозғалысының динамикасының негізгі теңдеуі
| Айналудың кинетикалық энергиясы.
Абсалют қатты дене ол арқылы өтетін қозғалмайтын өстің айнласында айналады. Барлық нүктелер тұрақты бұрыштық жылдамдықпен қозғалады. Дененің кинетикалық энергиясы: . Мұндағы - өске салыстырғанда дененің инерция моменті. Егер дене бір мезгілде ілгерілемелі және айналмалы қозғалыс жасайтын болса, онда оның толық кинетикалық энергияларыдң қосындысына тең болады. . І лгерілемелі және айналмалы қозғалыс энергияларын салыстырудан, айналмалы қозғалыс кезіндегі инерттіліктің өлшемі дененің инерция моменті екендігін көреміз. Күш моменті. Қозғалмайтын О нүктеге салыстырған-дағы күшінің моменті деп, О нүктесінен А күштің түсірілу нүктесіне жүргізілген радиус – вектордың күшке векторлық көбейтіндісімен анықталатын физикалық шаманы айтады: . Күш моментінің модулі: , мұнда - күш иіні – күш әсер ететін сызық пен О нүктесінің ең қысқа қашықтығы, және арасындағы бұрыш (10-сурет). Қозғалмайтын оске салыстырғандағы күш моменті деп - остің кез келген О нүктесіне салыстырғанда анықталатын, осы оске күш моменті векторының проекциясына тең скаляр шаманы айтады. Моменттің мәні осіндегі О нүктесінің орны таңдап алуға тәуелді емес. Қатты дененің айналмалы қозғалысының динамикасының негізгі теңдеуі күшінің әсерінен шексіз аз бұрышына бұрылуы кезінде, күштің түсірілу нүктесі А жол жүреді және мынадай жұмыс жасалады: . Дененің айналу жұмысы оның кинетикалық энергиясын көбейтуге жұмсалады: . Сонда немесе , болса қатты дененің айналмалы қозғалысы динамикасының теңдеуі . Егер айналу осі, масса центрі арқылы өтетін бас инерция осімен сәйкес келсе, онда мына векторлық теңдеу дұрыс болады: . Мұндағы - дененің бас инерция моменті (бас оске салыстырғандағы инерция моменті). Энергия дегеніміз әсерлесудің және қозғалыстардың әр түрлі формаларының әмбебап өлшемі. Материя қозғалысының әр түрлі формаларымен энергияның әр түрлі формаларын байланыстырады: механикалық, жылулық, электромагниттік, ядролық. Дененің механикалық қозғалысының өзгерісі, оған басқа денелердің тарапынан әсер ететін күштердің әсерінен болады. Күштің жұмысы - өзара әсерлесетін денелердің арасындағы энергия алмасу процесінің сандық сипаттамасы. Тұрақты күштің әсерінен дененің түзу сызықты қозғалысы кезінде оның жасайтын жұмысы мына теңдеумен өрнектеледі: мұндағы күшпен орын ауыстыру бағыты арасындағы бұрыш. Жалпы жағдайда күш модулі бойынша да, бағыты бойынша да өзгеруі мүмкін, сондықтан бұл формуланы пайдалануға болмайды. Бірақ элементар (шексіз аз) орын ауыстыру кезінде скаляр шама - күштің элементар жұмысын енгізуге болады. . Онда 1 нүктеден 2 нүктеге дейінгі траектория бөлігіндегі күштің жұмысы жолдың шексіз аз жеке бөліктеріндегі элементар жұмыстардың албегралық қосындысына тең болады (8-сурет): . Егер -тің -тен тәуелділігі графиктін түрде берілген болса, онда А жұмысы штрихталған фигура ауданымен анықталады (9-сурет). Консервативті (потенциалды) күш деп, жұмысы дененің бастапқы және соңғы орнымен анықталатын және жолдың формасына тәуелді болмайтын күшті айтады. Тартылыс күштері, серпімділік күштері консервативтік күштер болып табылады. Конвервативті емес күштердің мысалы ретінде үйкеліс күштерін айтуға болады. Жұмыстың жасалу жылдамдығын сипаттау үшін, қуат деген түсінік енгізіледі. Қуат деп, күш векторының осы күштің түсу нектесі қозғалатын жылдамдық векторына скалярлы көбейтіндісін айтады. . Жұмыс бірлігі – джоуль (Дж) – 1м жолда 1Н күш жасайтын жұмыс: . Қуат бірлігі – ватт (Вт): 1Вт – 1с уақыт ішінде 1Дж жұмыс жасалатын қуат: . жүктеу/скачать 0,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|