Вращение тела вокруг неподвижной оси.




Вопрос.

 

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, представляющая собой часть полной механической энергии системы, находящейся в поле консервативных сил. Зависит от положения материальных точек, составляющих систему, и характеризует работу, совершаемую полем при их перемещении.

 

Потенциальная энергия различных видов вычисляется по следующим формулам:

 

При действии F тяж

,

При действии F упр

 

 

В поле тяготения Земли

 

Потенциальная энергия тела в поле тяготения Земли вблизи поверхности приближённо выражается формулой:

 

 

где m — масса тела, g — ускорение свободного падения, h — высота положения центра масс тела над произвольно выбранным нулевым уровнем.

 

Электростатический потенциал равен отношению потенциальной энергиивзаимодействия заряда с полем к величине этого заряда:

 

 

Закон сохранения механической энергии

 

Если тела, составляющие замкнутую механическую систему, взаимодействуют между собой только посредством сил тяготения и упругости, то работа этих сил равна изменениюпотенциальной энергии тел, взятому с противоположным знаком:

 

A = –(Eр2 – Eр1).

 

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой посредством сил тяготения и сил упругости, остается неизменной.

 

Это утверждение выражает закон сохранения энергии в механических процессах. Он является следствием законов Ньютона. Сумму E = Ek + Ep называют полной механической энергией. Закон сохранения механической энергии выполняется только тогда, когда тела в замкнутой системе взаимодействуют между собой консервативными силами, то есть силами, для которых можно ввести понятие потенциальной энергии.

 

Диссипативная система — это открытая система, которая оперирует вдали от термодинамического равновесия. Иными словами, это устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условиидиссипации (рассеивания) энергии, которая поступает извне.

 

Диссипативная система характеризуется спонтанным появлением сложной, зачастую хаотичной структуры.

 

Вопрос.

Вращение тела вокруг неподвижной оси.

 

Рассмотрим вращение абсолютно твердого тела вокруг неподвижной оси. Под абсолютно твердым телом понимают такое, у которого остаются неизменными расстояния между любыми его точками. Такое тело не может испытывать деформаций. При вращении такого тела вокруг неподвижной оси каждая его точка описывает дугу окружности с центром, лежащим на оси, причем все такие окружности лежат в параллельных плоскостях и все дуги содержат одинаковое число дуговых градусов.

Так как положение неподвижной оси задано, а расстояние между двумя любыми точками остается неизменным, определить положение тела в пространстве можно с помощью всего одного числа.

Этим единственыи числом может быть, например, угол φ, на который повернуто тело вокруг оси относительно некоторого своего положения, принятого за нулевое.

 

Дифференциальное уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси:

 

Jz ⋅d2φ/dt2 = Mвращ.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-11-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: