Силы инерции твердого тела

Главный вектор сил инерции точек тела, при любом его движении,

Силы инерции твердого тела - student2.ru ин = Силы инерции твердого тела - student2.ru .

То есть величина главного вектора равна произведению массы тела на ускорение центра масс его и направлен в сторону противоположную ускорению центра масс.

Рассмотрим несколько частных случаев.

1. Твердое тело движется поступательно.

При таком движении главный момент сил инерции можно не определять, а находить сразу равнодействующую этих сил.

Она равна главному вектору Силы инерции твердого тела - student2.ru ин = Силы инерции твердого тела - student2.ru , и приложена к точке, радиус-вектор которой Силы инерции твердого тела - student2.ru , равен радиусу-вектору центра масс.

Следовательно, равнодействующая сил инерции точек тела при поступательном движении приложена к центру масс тела, как к центру параллельных сил.

2. Твердое тело вращается вокруг неподвижной оси.

Главный момент сил инерции точек тела относительно неподвижной оси вращения равен произведению момента инерции тела относительно этой оси на модуль углового ускорения

Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Направляется он в сторону, противоположную угловому ускорению.

Главный момент сил инерции относительно оси x

Силы инерции твердого тела - student2.ru ,

где Jxz, Jyz – центробежные моменты инерции тела относительно соответствующих осей в точке О

Главный момент сил инерции точек тела относительно оси у

Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Опять, если тело имеет плоскость симметрии, перпендикулярную оси вращения Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Определив главные моменты сил инерции точек тела относительно взаимно перпендикулярных осей х, у, z, можно найти главный момент относительно точки О, начала координат,

Силы инерции твердого тела - student2.ru ,

1. Тело совершает плоскопараллельное движение.

Главный момент сил инерции точек тела при плоскопараллельном движении относительно центральной оси С, перпендикулярной плоскости движения, равен произведению момента инерции относительно этой оси на модуль углового ускорения

Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Направляется этот момент в сторону, противоположную направлению углового ускорения Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Принцип Даламбера удобно использовать при решении задач, в которых требуется определить неизвестные силы и, иногда, ускорение.

Силы инерции твердого тела - student2.ru Пример 1. Шар весом Р скатывается без скольжения по наклонной плоскости. Определим реакции плоскости и ускорение центра масс С.

Показываем внешние силы, действующие на шар: вес Силы инерции твердого тела - student2.ru , реакции Силы инерции твердого тела - student2.ru и Силы инерции твердого тела - student2.ru (трение качения учитывать не будем). Добавляем силы инерции: главный вектор Силы инерции твердого тела - student2.ru , приложенный к центру масс, и главный момент сил инерции относительно центральной оси. Величина их

Силы инерции твердого тела - student2.ru ;

Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Составляем уравнения равновесия:

Силы инерции твердого тела - student2.ru ; Силы инерции твердого тела - student2.ru ;

Силы инерции твердого тела - student2.ru ; Силы инерции твердого тела - student2.ru ;

Силы инерции твердого тела - student2.ru ; Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Из первого уравнения находим ускорение центра масс.

Так как Силы инерции твердого тела - student2.ru , то Силы инерции твердого тела - student2.ru .

Из второго уравнения – силу трения Силы инерции твердого тела - student2.ru ;

из третьего – нормальную реакцию N = P cos α..

Моменты инерции некоторых тел, которые чаще всего встречаются при исследовании движения материальных систем:

Силы инерции твердого тела - student2.ru Силы инерции твердого тела - student2.ru

Наши рекомендации