Voiman hetki: jäykän korin mekaniikan ominaisuudet

Voiman hetki: jäykän korin mekaniikan ominaisuudet
Voiman hetki: jäykän korin mekaniikan ominaisuudet
Anonim

Momentum viittaa luonnon peruslakeihin. Se liittyy suoraan sen fyysisen maailman tilan symmetriaominaisuuksiin, jossa me kaikki elämme. Kulmaliikemäärä määrää säilymislainsa ansiosta meille tutut fysikaaliset lait aineellisten kappaleiden liikkumisesta avaruudessa. Tämä arvo kuvaa translaatio- tai pyörimisliikkeen määrää.

kulmamomentti
kulmamomentti

Voimanmomentti, jota kutsutaan myös "kineettiseksi", "kulmaiseksi" ja "kiertoradalle", on tärkeä ominaisuus, joka riippuu materiaalikappaleen massasta, sen jakautumisen ominaisuuksista suhteessa kuvitteelliseen kiertoakseliin ja liikkeen nopeus. Tässä on syytä selventää, että mekaniikassa rotaatiolla on laajempi tulkinta. Jopa suoraviivaista liikettä jonkin mieliv altaisesti avaruudessa sijaitsevan pisteen ohi voidaan pitää pyörivänä, kun se otetaan kuvitteellisena akselina.

Kulmamomentin ja sen säilymisen lait muotoili Rene Descartes suhteessa asteittain liikkuvaan aineellisten pisteiden järjestelmään. Totta, hän ei maininnut pyörivän liikkeen säilyttämistä. Vain vuosisataa myöhemmin, LeonardEuler ja sitten toinen sveitsiläinen tiedemies, fyysikko ja matemaatikko Daniil Bernoulli, tutkiessaan materiaalijärjestelmän pyörimistä kiinteän keskusakselin ympäri, päättelivät, että tämä laki pätee myös tämäntyyppiseen avaruudessa tapahtuvaan liikkeeseen.

Aineellisen pisteen kulmamomentti
Aineellisen pisteen kulmamomentti

Lisätutkimukset vahvistivat täysin, että ulkoisen vaikutuksen puuttuessa kaikkien pisteiden massan tulo järjestelmän kokonaisnopeudella ja etäisyys pyörimiskeskipisteestä pysyy muuttumattomana. Hieman myöhemmin ranskalainen tiedemies Patrick Darcy ilmaisi nämä termit alkuainehiukkasten sädevektorien pyyhkäisemien alueiden perusteella saman ajanjakson aikana. Tämä mahdollisti aineellisen pisteen kulmaliikkeen yhdistämisen joihinkin hyvin tunnettuihin taivaanmekaniikan postulaatteihin ja erityisesti Johannes Keplerin tärkeimpään asemaan planeettojen liikkeessä.

Jäykän kehon vauhti
Jäykän kehon vauhti

Jäykän kappaleen liikemäärä on kolmas dynaaminen muuttuja, johon voidaan soveltaa säilyttämislain säännöksiä. Siinä todetaan, että liikkeen luonteesta ja tyypistä riippumatta tietty määrä eristetyssä materiaalijärjestelmässä pysyy aina muuttumattomana ilman ulkoista vaikutusta. Tämä fyysinen ilmaisin voi muuttua vain, jos vaikuttavien voimien momentti on nollasta poikkeava.

Tästä laista seuraa myös, että jos M=0, mikä tahansa muutos kappaleen (ainepistejärjestelmän) ja pyörimiskeskiakselin välisessä etäisyydessä aiheuttaa varmasti kasvun tai pienenemisensen kierrosnopeus keskuksen ympärillä. Esimerkiksi voimistelija, joka suorittaa kuperkereita tehdäkseen useita käännöksiä ilmassa, pyörittää aluksi vartalonsa palloksi. Ja balerinat tai taitoluistelijat piruetin aikana levittävät kätensä sivuille, jos he haluavat hidastaa liikettä, ja päinvastoin painavat niitä vartaloon, kun he yrittävät pyöriä nopeammin. Siten luonnon peruslakeja käytetään urheilussa ja taiteessa.

Suositeltava: