Conţinut
Fiecare obiect care are masă în univers are încărcături de inerție. Orice lucru care are masă are inerție. Inerția este rezistența la o schimbare a vitezei și se referă la prima lege a mișcării Newtons.
Înțelegerea inerției cu Newtons Legea mișcării
Newtons prima lege a mișcării afirmă că un obiect în repaus rămâne în repaus dacă nu este acționat de o forță externă dezechilibrată. Un obiect supus mișcării de viteză constantă va rămâne în mișcare dacă nu este acționat de o forță externă dezechilibrată (cum ar fi frecarea).
Newtons prima lege este, de asemenea, denumit legea inerției. Inerția este rezistența la o schimbare a vitezei, ceea ce înseamnă că cu cât este mai mare inerția unui obiect, cu atât este mai dificil să provoace o schimbare semnificativă a mișcării sale.
Formula de inerție
Diferite obiecte au momente diferite de inerție. Inerția depinde de masă și raza sau lungimea obiectului și axa de rotație. Următoarele indică unele dintre ecuațiile pentru diferite obiecte atunci când se calculează inerția de sarcină, pentru simplitate, axa de rotație va fi aproximativ centrul obiectului sau axa centrală.
Cerc despre axa centrală:
I = MR2
Unde eu este momentul inerției, M este masă și R este raza obiectului.
Cilindru (sau inel) inelar despre axa centrală:
I = 1 / 2M (R12+ R22)
Unde eu este momentul inerției, M este masa, R1 este raza din stânga inelului și _R2 _ este raza din dreapta inelului.
Cilindru solid (sau disc) despre axa centrală:
I = 1 / 2MR2
Unde eu este momentul inerției, M este masă și R este raza obiectului.
Energie și inerție
Energia este măsurată în joule (J), iar momentul inerției este măsurat în kg x m2 sau kilogramele înmulțite cu metri pătrați. Un bun mod de a înțelege relația dintre momentul inerției și energie este prin probleme de fizică după cum urmează:
Calculați momentul de inerție a unui disc care are o energie cinetică de 24.400 J la rotirea cu 602 rot / min.
Primul pas în soluționarea acestei probleme este transformarea 602 rev / min în unități SI. Pentru a face acest lucru, 602 rot / min trebuie convertită în rad / s. Într-o rotație completă a unui cerc este egală cu 2π rad, care este o revoluție și 60 de secunde într-un minut. Amintiți-vă că unitățile trebuie să se anuleze pentru a primi rad / s.
602 rev / min x 2_π / 60s = 63 rad / s_
Momentul de inerție pentru un disc așa cum a fost văzut în secțiunea anterioară este I = 1 / 2MR2
Deoarece acest obiect se rotește și se mișcă, roata are energie cinetică sau energia mișcării. Ecuația energiei cinetice este următoarea:
KE = 1 / 2Iw2
Unde KE este energie cinetică, eu este momentul inerției și w este viteza unghiulară care se măsoară în rad / s.
Conectați 24.400 J pentru energie cinetică și 63 rad / s pentru viteză unghiulară în ecuația energiei cinetice.
24.400 = 1 / 2I (63 rad / s2 )2
Înmulțiți ambele părți cu 2.
48.800 J = I (63 rad / s2 )2
Pătrați viteza unghiulară pe partea dreaptă a ecuației și împărțiți ambele părți.
48.800 J / 3.969 rad2/ s4 = Eu
Prin urmare, momentul inerției este următorul:
I = 12,3 kgm2
Sarcina inerțială
Sarcina inerțială sau eu poate fi calculat în funcție de tipul obiect și de axa de rotație. Majoritatea obiectelor care au masă și o anumită lungime sau o rază au un moment de inerție. Gândiți-vă la inerție ca la rezistența la schimbare, dar de data aceasta, schimbarea este viteza. Scripetele care au o masă mare și o rază foarte mare vor avea un moment foarte mare de inerție. Este posibil să dureze multă energie pentru ca scripetele să meargă, dar după ce începe să se miște, va fi greu să oprești încărcarea inerțială.