Обертання за інерцією

Дійсно, розкрутив карусель, – і крутись собі за інерцією. Але обертання по інерції це? І в чому відмінність між інерцією прямолінійного і обертального руху?

Проведемо наступний дослід. Спробуємо обертати навколо вертикальної осі стрижень з насадженими на нього масами (вантажами), наприклад, металевими кульками. Поки ці кулі знаходяться поблизу центру, розкрутити стрижень легко, інертність його мала. Але якщо ми розсунемо маси на краю стержня, то розкрутити такий стрижень стане набагато важче, хоча маса його залишилася без зміни. Стало бути, інертність тіла при обертанні залежить не тільки від маси, а й (навіть більшою мірою) від розподілу цих мас щодо осі обертання. Мірою інертності тіла при обертанні є так званий момент інерції. Таким чином, різниця в міру інертності прямолінійного руху і обертання полягає в тому, що в першому випадку вона вимірюється масою, а в другому – моментом інерції.

Моментом інерції тіла відносно даної осі називається величина, що дорівнює сумі творів мас всіх частинок тіла на квадрати їх відстаней від цієї осі.

Як ми знаємо, закон інерції встановлює еквівалентність відносного спокою і рівномірного прямолінійного руху – руху за інерцією. Бо не можна ніяким механічним досвідом установити, спочиває чи дане тіло, або рухається рівномірно і прямолінійно. Під обертальному русі це не так. Наприклад, зовсім не байдуже, спочиває чи дзига або обертається рівномірно, з постійною кутовою швидкістю. Кутова швидкість твердого тіла є величиною, що характеризує його фізичний стан. Якщо навіть увесь Всесвіт зникне, а залишиться тільки наше тіло, що обертається, то ми і в цьому випадку дізнаємося його кутову швидкість.

Тому друга відмінність полягає в тому, що прямолінійний рух і спокій еквівалентні, а обертання, навіть з постійною кутовою швидкістю, може бути чітко відокремлена не тільки від спокою, а й від обертання з іншого кутовий швидкістю.

Ось, мабуть, і всі основні відмінності. Решта настільки однаково, що можна взяти на себе сміливість сформулювати “закон” інерції обертального руху абсолютно твердого тіла: “Ізольоване від зовнішніх моментів абсолютно тверде тіло буде зберігати стан спокою або рівномірного обертання навколо нерухомої точки або осі до тих пір, поки прикладені до тіла моменти зовнішніх сил не змусять його змінити цей стан “.

На явищі інерції обертального руху засновані численні прилади та пристрої, зокрема, інерційні двигуни – акумулятори, що зберігають кінетичну енергію при інерційному обертанні маховика, і гіроскопічні прилади.

...
ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Вакуум: визначення