RUCH OBROTOWY
Kinematyka ruchu obrotowego |
|
Iloczyn wektorowy |
|
Moment pędu |
|
Dynamika ruchu obrotowego |
|
|
Moment siły |
|
Zachowanie momentu pędu |
Środek masy (ciało sztywne) |
|
Moment bezwładności (ciało sztywne) |
|
Statyka |
1. Kinematyka ruchu obrotowego
(1)
(2)
2. Iloczyn wektorowy
(3)
- wektor jednostkowy prostopadły do płaszczyzny (A,B) którego kierunek jest określony poprzez „regułą prawej ręki” :
3. Moment pędu (4)
Zachowanie momentu pędu pojedynczego ciała
(5)
4. Dynamika ruchu obrotowego (odpowiednik )
Moment siły :
(6)
Zachowanie momentu pędu dla układu odosobnionego:
(7)
5. Środek masy (ciało sztywne):
Punkt szczególny układu który w układzie porusza się podobnie jak punkt:
(8)
(9)
gdzie jest rotacyjną energią w układzie środka masy.
6. Moment bezwładności (ciało sztywne)
Przykład:
Wartość momentu pędu ciała sztywnego jest :
(10)
wielkość w nawiasie nazywamy momentem bezwładności :
(12)
Moment bezwładności jest ściśle związany z momentem siły :
(13)
Z kolei energia kinetyczna ciała sztywnego w układzie środka masy:
a więc (14)
Moment bezwładności ciała sztywnego (obliczony względem pewnych osi) zgodnie z wzorem (12) dla kilku często występujących ciał jest pokazany na rysunku:
Ciało |
Moment bezwładności |
|
Obręcz lub pierścień |
|
|
Krążek lub walec |
|
|
Pręt wokół środka |
|
|
Pręt wokół końca |
|
|
Pełna kula
|
|
|
Czasza kulista |
|
|
Krążek wokół punktu na obwodzie |
|
|
7. Statyka
Statyka oznacza że ciało jest w stanie spoczynku, więc muszą być spełnione warunki:
Dobieramy odległość x aby zrównoważyć masy m1 i m2
PODSUMOWANIE:
RODZAJ RUCHU i PARAMETRY |
|
Postępowy |
Obrotowy |
droga x |
kąt θ |
masa m |
moment bezwładności I |
pęd p |
moment pędu L |
siła F |
moment siły T |
prędkość v |
prędkość kątowa |
przyspieszenie a |
przyspieszenie kątowe |
|
|
Równanie ruchu F=am |
Równanie ruchu T=I |
|
|
Fizyka Semestr 1 RUCH OBROTOWY
6
Politechnika Koszalińska Wydział Elektroniki Prof. dr hab. Aleksy Patrin