12 Вопрос.

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела (или материальной точки) совершать работу за счет своего нахождения в поле действия сил.

также потенциальная энергия является характеристикой взаимодействия нескольких тел или тела и поля.

Любая физическая система стремится к состоянию с наименьшей потенциальной энергией.

Потенциальная энергия упругой деформации характеризует взаимодействие между собой частей тела.

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

17. Момент инерции точки относительно вращения - мера инертности во вращательном движении. Определение момента инерции однородного стержня относительно оси, проходящей через центр масс.

Моментом инерции системы относительно оси вращения называется физическая величина, равная сумме произведения масс n материальных точек системы на квадраты их расстояний до рассматриваемой оси.

В деформирующейся системе тел, когда ее части отдаляются от оси вращения, момент инерции системы увеличивается. Инерционное сопротивление увеличивается с отдалением частей тела от оси вращения пропорционально квадрату расстояния.

При вращении твердого тела вокруг неподвижной оси .Его инерциальные свойства определяются не только массой тела, но и распределением этой массы относительно оси вращения.Твердое тело, состоящее из материальных точек, каждая массой mi, участвуют во вращательном движении. Мерой инерции каждой материальной точки вращающегося твердого тела является момент инерции Ji. Момент инерции материальной точки относительно неподвижной оси равен произведению массы этой точки на квадрат расстояния ri от точки до оси вращения:

Для тел правильной геометрической формы моменты инерций описываются точными выражениями. Например: для шара массой m и радиусом r, вращающегося относительно центральной оси, момент инерции J равен произведению 2/5 массы на квадрат радиуса шара.

Для сплошного цилиндра массой m момент инерции относительно центральной оси равен произведению 1/2 массы цилиндра на квадрат радиуса основания цилиндра

Враща́тельное движе́ние — вид механического движения. При вращательном движении абсолютно твёрдого тела его точки описывают окружности, расположенные в параллельных плоскостях. Центры всех окружностей лежат при этом на одной прямой, перпендикулярной к плоскостям окружностей и называемой осью вращения. Ось вращения может располагаться внутри тела и за его пределами. Ось вращения в данной системе отсчёта может быть как подвижной, так и неподвижной. Свойства твердого тела при его вращении описываются моментом инерции твёрдого тела.

18. Работа и кинетическая энергия вращательного движения

Кинетическая энергия вращательного движения — энергия тела, связанная с его вращением.

В случае плоского движения тела, например цилиндра, скатывающегося с наклонной плоскости без скольжения, энергия движения складывается из энергии поступательного движения и энергии вращения:

Работа – это физическая величина, характеризующая процесс превращения одной формы движения в другую. При вращательном движении работа определяется проекцией момента сил на направление угловой скорости:

19. Равнодействующая сила. Момент силы. Основной закон динамики вращательного движения.

Равнодействующая сила F0 - сила, заменяющая собой действие всех остальных сил, приложенных к телу. Вместо множества сил, тянущих тело в разные стороны, удобно использовать одну силу - равнодействующую. Равнодействующую силу находят сложением векторов всех сил, приложенных к телу.

Момент силы— векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора, на вектор этой силы.

Момент силы как функция от времени

Момент силы — производная по времени от момента импульса

де L — момент импульса. Момент импульса твердого тела может быть описан через произведение момента инерции и угловой скорости.

То есть, если I постоянная, то

где α — угловое ускорение.

Основной закон динамики твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, имеет вид: .