• Енергія тіла що обертається

При обертальному русі твердого тіла навколо нерухомої осі під дією зовнішніх сил виконується механічна робота. Давайте визначимо її. Для цього повернемося до Малюнку 1.8.1. Як вже зазначалося, тільки складова здатна змінювати швидкість тіла. Під час повертання тіла на кут матеріальна точка опише дугу =. Елементарна робота, що виконується силою дорівнюватиме:

==

(1.8.38)

Оскільки величина = - є моментом сили, то при повертанні тіла на кут робота:

==

(1.8.39)

Звідси знайдемо і потужність:

===

(1.8.40)

Під час обертання твердого тіла різні його точки мають різну лінійну швидкість, а отже, і різну кінетичну енергію. Кінетична енергія матеріальної точки:

==

(1.8.41)

Кінетична енергія обертального руху всього тіла дорівнює сумі кінетичних енергій його елементів:

=

(1.8.42)

Або:

==

(1.8.43)

Але не тільки тіло може здійснювати обертальний рух навколо осі, а й сама вісь також може переміщатися. Оскільки будь-який плоский рух твердого тіла можна уявити як рух, що складається з поступального руху центра мас і обертального руху навколо осі, яка проходить через центр мас і має незмінний напрям у просторі, то кінетична енергія тіла, що здійснює будь-який плоский рух, складається з кінетичних енергій поступального і обертального рухів, тому повна кінетична енергія тіла:

=+

(1.8.44)

де - лінійна швидкість центра мас тіла. Вираз (1.8.44) справджується не тільки для руху тіла, а й для будь-якої системи тіл.

Гіроскопом називається масивне симетричне тіло, що швидко обертається навколо осі симетрії, яка може змінювати свою орієнтацію в просторі. Теорія гіроскопу дуже детально описана у підручниках [4,6-12]. Тому з теорією гіроскопів ви ознайомитеся самостійно.

• Література

1. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. – М.: Просвещение, 1982.–448 С.

2. Храмов Ю.А. Физики: биографический справочник.–К.: Наукова думка,1977.–511 С.

3. Акоста В., Кован К., Грэм Б. Основы современной физики / Пер. с англ. – М.: Просвещение, 1981. – 495 с.

4. Савельев И.В. Курс общей физики. В 3-х томах. Т.1. Механика. Молекулярная физика.– М.: Наука, 1987. – 432 с.

5. Савельев И.В. Курс физики. В 3-х томах. Т.1. Механика. Молекулярная физика.– М.: Наука, 1989. – 352 с.

6. Бушок Г.Ф., Левандовський В.В., Півень Г.Ф. Курс фізики. У 2-х кн. Кн.1. Фізичні основи механіки. Електрика і магнетизм. – К.: Либідь, 2001. – 448 с.

7. Кучерук І.М., Горбачук І.Т. Загальна фізика: у 3-х кн. Кн. 1. Фізичні основи механіки. Молекулярна ізика і термодинаміка. – К.: Вища шк., 1995. – 431 с.

8. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. В 3-х томах. – М.: Наука, 1974.

9. Гершензон Е.М., Малов Н.Н. Курс общей физики. Механика. - М.: Просвещение, 1987. – 307 С.

10. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. В 10-ти томах. – М.: Мир.

11. Киттель Ч., Найт У., Рудерман М. БКФ. Механика. - М.: Наука, 1975. – 480 С.

12. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Высш. шк.., 1989. – 608 с.

13. Кузьмичев В.Е. Законы и формулы физики. Справочник. – Киев: Наук. думка, 1989. – 864 с.

14. Иродов И.Е. Основы классической механики. – М.: Высш. шк.

Факультет машинобудування
Лектор Дон Н.Л.		стор. 13 з 13