ყველა ობიექტს, რომელსაც სამყაროში აქვს მასა, აქვს ინერციული დატვირთვები. ყველაფერს, რასაც მასა აქვს, ინერცია აქვს. ინერცია არის სიჩქარის ცვლილებისადმი წინააღმდეგობა და ეხება ნიუტონის მოძრაობის პირველ კანონს.
ნიუტონის მოძრაობის კანონის ინერციის გაგება
ნიუტონის პირველი მოძრაობის კანონიაცხადებს, რომ მოსვენების ობიექტი ისვენებს, თუ მასზე არ მოქმედებს დაუბალანსებელი გარე ძალა. ობიექტი, რომელსაც განიცდის მუდმივი სიჩქარის მოძრაობას, მოძრაობაში დარჩება, თუ მასზე არ მოქმედებს დაუბალანსებელი გარე ძალა (მაგალითად, ხახუნი).
ნიუტონის პირველ კანონს ასევე უწოდებენინერციის კანონი. ინერცია არის სიჩქარის ცვლილებისადმი წინააღმდეგობა, რაც ნიშნავს, რომ რაც უფრო მეტი ინერცია აქვს ობიექტს, მით უფრო რთულია მისი მოძრაობის მნიშვნელოვანი ცვლილების გამოწვევა.
ინერციის ფორმულა
სხვადასხვა ობიექტს ინერციის სხვადასხვა მომენტი აქვს. ინერცია დამოკიდებულია მასაზე და ობიექტის რადიუსზე ან სიგრძეზე და ბრუნვის ღერძზე. ქვემოთ მოცემულია სხვადასხვა ობიექტის ზოგიერთი განტოლება დატვირთვის ინერციის გაანგარიშებისას, სიმარტივისთვის, ბრუნვის ღერძი იქნება ობიექტის ცენტრის ან ცენტრალური ღერძის შესახებ.
ჰოოპ ცენტრალური ღერძის შესახებ:
I = MR ^ 2
სადმეინერციის მომენტია,მარის მასა დარობიექტის რადიუსია.
რგოლის ცილინდრი (ან ბეჭედი) ცენტრალური ღერძის შესახებ:
I = \ frac {1} {2} M (R_1 ^ 2 + R_2 ^ 2)
სადმეინერციის მომენტია,მარის მასა,რ1არის რადიუსის მარცხენა რადიუსი დარ2 არის ბეჭედი მარჯვნივ რადიუსი.
მყარი ცილინდრი (ან დისკი) ცენტრალური ღერძის შესახებ:
I = \ frac {1} {2} MR ^ 2
სადმეინერციის მომენტია,მარის მასა დარობიექტის რადიუსია.
ენერგია და ინერცია
ენერგია იზომება ჯოულებით (J), ინერციის მომენტი კი კგ x მ-ით2 ან კილოგრამები გამრავლებული მეტრზე კვადრატში. ინერციის მომენტსა და ენერგიას შორის ურთიერთობის გაგების კარგი გზაა ფიზიკის პრობლემები შემდეგნაირად:
გამოთვალეთ დისკის ინერციის მომენტი, რომელსაც აქვს კინეტიკური ენერგია 24,400 J 602 წთ / წთ ბრუნვისას.
ამ პრობლემის გადაჭრის პირველი ნაბიჯი არის 602 წთ / წთ SI ერთეულებად გადაქცევა. ამისათვის 602 წთ / წთ უნდა გადაკეთდეს რადი / წამში. წრის ერთ სრულ ბრუნვაში 2π რადი ტოლია, რაც არის ერთი რევოლუცია და 60 წამი წუთში. გახსოვდეთ, ერთეულებმა უნდა გააუქმონ რად / წმ.
602 \ ჯერ \ frac {2 \ pi} {60} = 63 \ ტექსტი {rad / s}
დისკის ინერციის მომენტი, როგორც ეს წინა ნაწილში ჩანსI = 1/2 მრ2
რადგან ეს ობიექტი ბრუნავს და მოძრაობს, ბორბალს აქვს კინეტიკური ენერგია ან მოძრაობის ენერგია. კინეტიკური ენერგიის განტოლება შემდეგია:
KE + \ frac {1} {2} Iw ^ 2
სადKEარის კინეტიკური ენერგია,მეინერციის მომენტია დავარის კუთხის სიჩქარე, რომელიც იზომებარადი / ს.
კინეტიკური ენერგიის 24400 J და კუთხის სიჩქარისთვის 63 rad / s ჩართეთ კინეტიკური ენერგიის განტოლებაში.
24400 = \ frac {1} {2} I (63) ^ 2
გავამრავლოთ ორივე მხარე 2-ზე.
48800 = I (63) ^ 2
კვადრატული კუთხის სიჩქარე განტოლების მარჯვენა მხარეს და გაყავით ორივე მხარეზე.
I = \ frac {48800} {3969} = 12.3 \ ტექსტი {kgm} ^ 2
ინერტული დატვირთვა
ინერციული დატვირთვა ანმემისი გამოანგარიშება დამოკიდებულია ტიპის ობიექტზე და ბრუნვის ღერძზე. ობიექტების უმრავლესობას, რომლებსაც აქვთ მასა და გარკვეული სიგრძე ან რადიუსი, აქვთ ინერციის მომენტი. იფიქრეთ ინერციაზე, როგორც ცვლილებების წინააღმდეგობაზე, მაგრამ ამჯერად, ცვლილება არის სიჩქარე. ბორბლებს, რომლებსაც აქვთ მაღალი მასა და ძალიან დიდი რადიუსი, ინერციის ძალიან მაღალი მომენტი ექნებათ. შეიძლება დიდი ენერგია დასჭირდეს, რომ ამძრავი ამოძრავდეს, მაგრამ მას შემდეგ, რაც იგი დაიწყებს მოძრაობას, რთული იქნება ინერციული დატვირთვის შეჩერება.