Физика

за сваког по нешто

Момент инерције

Преузми Word документ

Транслаторно кретање – Маса тела је мера инертности тела.

Тело веће масе се теже покреће са места и теже зауставља него тело мање масе (Пример: – пуна и празна колица). За тела веће масе може да се каже да су тромија (инертнија).

Ротационо кретање – Тела су инертна и у односу на ротацију.

Пример: два идентична диска, направљена од различитих материјала

  • теже ће се заротирати диск веће масе када се на њих делује истом тангенцијалном силом на обод диска (исти момент силе)
  • диск који има већу масу имаће мање угаоно убрзање

Примери: иста маса – различито распоређена – да ли иста тангенцијална сила остварује исто угаоно убрзање?

moment inercije

Како се мења брзина ротације клизачице на леду који ротира око сопствене осе мења када она шири и скупља руке?

klizacica

Закључак на основу ових примера

  • није довољно знати само масу тела да би се одредила инертност тела при ротацији
  • инертност код ротационог кретања зависи и од облика тела односно од тога како је распоређена маса унутар тела

Да би се описала инертост тела при ротационом кретању уводи се физичка величина која се назива момент инерције.

Куглица масе m везана је штапом дужине l за непокретну осовину око које може да ротира. (Полупречник куглице је много мањи од дужине штапа, а маса штапа је много мања од масе куглице). На куглицу делује тангенцијална сила F (момент силе М).

2016-02-21_21-42-51

Момент инерције куглице је једнак производу масе куглице и квадрата њеног растојања од осе ротације.

I=ml^{2}

Момент инерције је физичка величина која карактерише инертност тела у односу на ротацију.

Мерна јединица за момент инерције је kgm^{2}.

Момент инерције је скаларна физичка величина.

Укупан момент инерције тела може да се израчуна сабирањем момената инерције свих делића у односу на изабрану осу ротације. Ако тела имају неправилан облик и нису хомогена израчунавање момената инерције је сложен математички задатак. Зато се момент инерције најчешће одређује експериментално.

Моменти инерције правилних и хомогених тела немају исту вредност за различите осе ротације.

У табели су дати моменти инерције који се односе на осу ротације која пролази кроз тежиште приказаних тела.

41

Тело не ротира увек око осе која пролази кроз тежиште, већ може да ротира и око неке друге осе. Момент инерције у односу на осу која не пролази кроз тежиште, али је паралелна са осом која пролази кроз тежиште може да се одреди помоћу Штајнерове теореме:

I=I_{0}+md^{2}

d – растојање између оса (најмање растојање између тежишта и осе ротације).

Кроз тежиште тела може да се провуче бесконачно много тежишних оса. Код већине тела постоји једна тежишна оса за коју је момент инерције највећи и друга тежишна оса за коју је момент инерције најмањи. Трећа карактеристична оса је нормална на ове две осе и за њу момент инерције најчешће има средњу вредност. Ове осе се називају главне осе ротације. Тело пуштено да слободно ротира увек ротира око једне главне осе.

Приликом ротационог кретања, инертност тела зависи од:

  • масе тела;
  • полупречника ротације (удаљеност најудаљеније тачке од осе ротације);
  • облика тела;
  • положаја осе ротације.

 Момент силе Момент импулса