Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Динаміка обертального руху. Закон збереження моменту імпульсу




1 Основне рівняння динаміки обертального руху відносно нерухомої осі

 

,

де M - момент сили, що діє на тіло; L - момент імпульсу тіла;

,

де - радіус-вектор; - імпульс тіла.

У випадку, коли момент інерції незмінний,

 

,

де ε – кутове прискорення.

2 Момент імпульсу тіла, що обертається відносно деякої осі,

.

3 Момент сили F, що діє на тіло відносно осі обертання,

,

де l – плече сили – найкоротша відстань від осі обертання до лінії дії сили.

4 Момент інерції матеріальної точки

,

де m - маса точки; r - відстань до осі обертання.

Момент інерції твердого тіла

,

де ri - відстань елемента маси Δmi від осі обертання.

Це співвідношення в інтегральній формі

.

Моменти інерції деяких тіл наведені в таблиці 1.

Якщо тіло однорідне, тобто його густина ρ однакова по всьому об’єму, то

і ,

де V - об’єм тіла.

Теорема Штейнера. Момент інерції відносно довільної осі дорівнює

,

де J0 – момент інерції цього тіла відносно осі, що проходить через центр тяжіння тіла паралельно заданій осі; a – відстань між осями; m – маса тіла.

Таблиця 1 – Моменти інерції деяких тіл

Тіло Вісь, відносно якої визначається момент інерції Формула для моменту інерції
Однорідний тонкий стрижень масою m і довжиною l Проходить через центр тяжіння стрижня перпендикулярно до нього
  Проходить через кінець стрижня перпендикулярно до нього
Тонке кільце, обруч, труба радіусом R і масою m, маховик радіусом R і масою m, розподіленою вздовж обода Проходить через центр тяжіння перпендикулярно до площини основи
Круглий однорідний диск (циліндр) радіусом R і масою m Проходить через центр тяжіння перпендикулярно до площини основи
Однорідна куля масою m і радіусом R Проходить через центр кулі

5 Закон збереження моменту імпульсу для ізольованої системи

.

Для двох взаємодіючих тіл закон збереження моменту імпульсу запишеться так:

,

де – моменти інерції і кутові швидкості тіл до взаємодії; – ті самі величини після взаємодії.

Закон збереження моменту імпульсу для одного тіла із змінним моментом інерції

,

де J1 і J2 – початковий і кінцевий моменти інерції; ω1 і ω2 – початкова і кінцева кутова швидкість тіла.

6 Робота сталого моменту M сили, що діє на тіло, яке обертається,

,

де φ - кут повороту тіла.

7 Миттєва потужність, що розвивається при обертанні тіла,

.

8 Кінетична енергія тіла, що обертається,

.

9 Кінетична енергія тіла, що котиться по площині без ковзання,

,

де - кінетична енергія поступального руху тіла; υ – швидкість центра інерції тіла; - кінетична енергія обертального руху тіла навколо осі, що проходить через центр інерції.

10 Зв’язок між роботою, що здійснюється при обертанні тіла і зміною кінетичної енергії,

.

11 Зв’язок між величинами, що характеризують поступальний і обертальний рух, наведений у таблиці 2.

 

Таблиця 2- Порівняння законів, що описують поступальний та обертальний рух

Поступальний рух Обертальний рух
Основний закон динаміки
Закон збереження
імпульсу моменту імпульсу
Робота і потужність
Кінетична енергія

 

12 Механічна напруга при пружній деформації тіла

,

де F - сила, що розтягує або стискає тіло; S - площа поперечного перерізу тіла.

Відносне повздовжнє розтягування (стиснення)

,

де – зміна довжини тіла при розтягуванні (стисненні); - довжина тіла до деформації.

Закон Гука для повздовжнього розтягування (стиснення)

,

де - модуль Юнга.

5 Механіка рідин

1Витрата рідини в трубці струму:

а) об’ємна витрата ;

б) масова витрата , де S – площа перерізу трубки струму; – швидкість рідини; ρ – її густина.

2 Рівняння нерозривності струменя

.

3 Рівняння Бернуллі для ідеальної нестисливої рідини в загальному випадку

,

де Р1 і Р2 – статичні тиски у двох перерізах трубки; і – швидкості рідини в цих перерізах; і - динамічні тиски рідини в цих перерізах; h1 і h2 – їх висота над деяким рівнем; і - гідростатичні тиски.

Якщо обидва перерізи розміщені на одній висоті, рівняння Бернуллі буде мати такий вигляд:

.

4 Швидкість витікання ідеальної рідини з малого отвору у відкритій широкій посудині

,

де h – глибина, на якій міститься отвір відносно рівня рідини в посудині.

5 Формула Пуазейля. Об’єм рідини або газу, що проходить за час t через довгу трубку, дорівнює

,

де r - радіус трубки; l - її довжина; ΔР - різниця тисків на кінцях трубки; η - динамічна в’язкість (коефіцієнт внутрішнього тертя) рідини.

6 Число Рейнольдса для потоку рідини в довгих трубках

і для руху кульки у рідині

,

де < > - середня швидкість рідини; – швидкість кульки; d – діаметр трубки або діаметр кульки.

Якщо Re<<Reкр – течія рідини ламінарна, Re>>Reкр – рух рідини переходить у турбулентний. Reкр – критичне число Рейнольдса; для руху кульки в рідині Reкр = 0,5; для потоку рідини Reкр = 2300.

7 Формула Стокса. Сила опору F, що діє з боку рідини на кульку, яка рухається з невеликою швидкістю, дорівнює

,

де r – радіус кульки; – її швидкість. Формула справедлива для швидкостей, для яких Re<<1.

Рівняння газу

1 Рівняння стану ідеального газу (рівняння Клапейрона - Менделєєва)

, або ,

де m – маса газу; m – молярна маса; R – універсальна газова стала; - кількість речовини; T – термодинамічна температура.

2 Закон Дальтона

,

де Р – тиск суміші газів; Рi парціальний тиск і -ї складової суміші; n – число складових суміші.

3 Молярна маса суміші газів

.

4 Масова частка і -ї складової суміші

,

де - маса і -ї складової суміші; m – маса суміші.





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 671 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Неосмысленная жизнь не стоит того, чтобы жить. © Сократ
==> читать все изречения...

2393 - | 2098 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.01 с.