Закон сохранения механической энергии. Полная механическая энергия консервативной системы не изменяется с течением времени: (1.3.8)

Полная механическая энергия консервативной системы не изменяется с течением времени: (1.3.8)

Энергия системы может переходить из одной формы в другую и перераспределяться между частями системы, но изменение полной энергии системы в любом процессе всегда равно энергии, полученной системой извне в этом процессе.

Это фундаментальный закон природы. Он является следствием однородности времени – инвариантности физических законов относительно выбора начала отсчета времени.

IV. Динамика вращательного движения твёрдого тела

Динамику вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси удобно наблюдать на маятнике Обербека (рис.4.1), где можно независимо изменять четыре величины –

  Рис.4.1

массы грузов и и их расположение относительно оси вращения и . Рассмотрим как изменяется угловое ускорение маятника при изменении каждой из этих величин, когда три остальные остаются неизменными.

1) При увеличении , а, следовательно, и маятник раскручивается быстрее. Значит, угловое ускорение вращающегося тела зависит от величины действующей на него силы ().

2) С увеличением маятник раскручивается быстрее. Следовательно, угловое ускорение вращающегося тела зависит от расположения действующей на него силы относительно оси вращения ().

3) При увеличении маятник раскручивается медленнее, т. е. его угловое ускорение уменьшается. Значит, угловое ускорение вращающегося тела зависит от его массы ().

4) С увеличением маятник раскручивается медленнее. Значит, угловое ускорение вращающегося тела зависит от распределения его массы относительно оси вращения( ).

На основании этих экспериментов следует сделать вывод о необходимости введения двух новых физических величин, одна из которых одновременно учитывала бы влияние силы и ее расположения относительно оси вращения на угловое ускорение, а другая – влияние на угловое ускорение массы вращающегося тела и распределения этой массы относительно оси вращения. Эти физические величины называются моментом силы () и моментом инерции тела ().

Дата добавления: 2014-01-06