Інерційні характеристики - питання до екзмену
Властивість інертності тел розкривається в першому законі Ньютона:
«Будь-яке тіло зберігає свій стан спокою або рівномірного і
прямолінійного руху до тих пір, поки зовнішні прикладені сили
,не змінять цей стан ».
Інакше кажучи, будь-яке тіло зберігає швидкість, поки її не змінював сили.
Будь-які тіла зберігають швидкість незмінною при відсутності зовнішніх впливів однаково. Це властивість, що не має заходи, і пропонується називати інерцією 1. Різні тіла змінюють швидкість під дією сил по-різному. Це їх властивість, отже, має міру: його називають інертністю. Саме інертність і представляє інтерес, коли треба оцінити, як змінюється швидкість.
Інертність - властивість фізичних тіл, що виявляється в поступовому зміні швидкості з плином часу під дією сил.
Збереження швидкості незмінною (рух ніби за інерцією) в реальних умовах можливо тільки тоді, коли всі зовнішні сили, прикладені до тіла, взаємно врівноважені. В інших випадках неврівноважені зовнішні сили змінюють швидкість тіла відповідно до міри його нертності.
Маса тіла - це міра інертності тіла при поступальному русі. Вона вимірюється ставленням величини прикладеної сили до викликається нею прискоренню:
Вимірювання маси тіла тут засновано на другому законі Ньютона: «Зміна руху прямо пропорційно ззовні діючої силі і відбувається по тому напрямку, по якому ця сила прикладена».
Маса тіла залежить від кількості речовини тіла і характеризує його властивість - як саме прикладена сила може змінити його рух. Одна і та ж сила викличе більше прискорення у тіла з меншою масою, ніж у тіла з більшою масою 1.
При дослідженні рухів часто буває необхідно враховувати не тільки величину маси, але і як то кажуть, її розподіл в тілі.
На розподіл матеріальних точок в тілі вказує місце розташування центру мас тіла. В абсолютно твердому тілі є три точки, положення яких збігаються: центр мас, центр інерції і центр ваги. Однак це зовсім різні поняття. У ЦМ перетинаються напрямки сил, кожна з яких викликає поступальний рух тіла.
Момент інерції тіла-це міра інертності тіла при обертальному русі. Момент інерції тіла відносно осі дорівнює сумі творів мас всіх матеріальних точок тіла на квадрати їх відстаней від даної осі:
У деформирующейся системі тіл, коли її частини віддаляються від осі обертання, момент інерції системи збільшується. Інерційний опір збільшується з віддаленням частин тіла від осі обертання пропорційно квадрату відстані. Оскільки матеріальні точки в тілі розташовані на різних відстанях від осі обертання, для ряду задач зручно вводити поняття «радіус інерції».
Радіус інерції тіла - це порівняльна міра інертності даного тіла відносно його різних осей. Він вимірюється коренем квадратним з відносини моменту інерції (відносно даної осі) до маси тіла:
Знайшовши досвідченим шляхом момент інерції тіла, можна розрахувати радіус інерції (R ін), величина якого характеризує розподіл матеріальних точок в тілі щодо даної осі.
Знати про момент інерції дуже важливо для розуміння руху, хоча точне кількісне визначення цієї величини в конкретних випадках нерідко утруднено.