260 likes | 716 Views
KOTALJENJE NAVOR VRTILNA KOLIČINA. v ms. 0. s. . v ms. s. KOTALJENJE BREZ PODRSAVANJA. 1) čista translacija + čista rotacija. ali. 2) čista rotacija. 1). +. =. čista rotacija. čista translacija. kotaljenja brez podrsavanja. O. P. čista rotacija okoli masnega središča.
E N D
vms 0 s vms s KOTALJENJE BREZ PODRSAVANJA 1) čista translacija + čista rotacija ali 2) čista rotacija 1) + = čista rotacija čista translacija kotaljenja brez podrsavanja
O P čista rotacija okoli masnega središča čista translacija 2) V: Kolikšno okoli P izmeri mirujoči opazovalec? O: Enako, kot jo izmeri opazovalec v masnem središču za vrtenje okoli masnega središča O. KINETIČNA ENERGIJA mirujoči opazovalec čista rotacija okoli P
T O Mg O Fl P Fl TRENJE IN KOTALJENJE PRIMER: Valj z maso 1,4 kg in polmerom 8,5 cm se kotali s hitrostjo 15 cm/s. vT = ? = ? Wk = ? Kolikšen del Wk je povezan s translacijo in kolikšen z rotacijo?
50 % 50 % obroč 33 % 67 % valj 71 % 29 % krogla splošno delež kinetične energije v vztrajnostni moment Jms telo translaciji rotaciji
R L PRIMER: Krogla se kotali brez podrsavanja. M = 7,2 kg R = 11 cm L = 2,1 m = 34° M Kolikšna je hitrost masnega središča na dnu klanca? PRIMER: Kroglo, obroč in valj hkrati spustimo po klancu z dolžino 2,5 m in kotom 12°. Vsa telesa imajo enako maso. Katero je najprej na dnu?
N O Mg Fl P PRIMER: Gibanje analiziramo direktno iz 2. N. Z.
Fv mg R0 R JO-JO a = ? PRIMER: JO-JO sestavljen iz dveh medeninastih diskov ( = 8400 kg/m3) z debelino 8,5 mm in polmerom 3,5 cm. Povezuje ju kratka os s polmerom 3,2 mm. Jms = ? a = ? Fv = ?
z y x y x NAVOR navor delca glede na točko
[kg m2/s] = [Js] z y x y x VRTILNA KOLIČINA smiselna, če def. glede na neko točko
0 PRIMER: p1 = 5,0 kg m/s r1 = 2,0 m p2 = 2,0 kg m/s r2 = 4,0 m Kolikšna je skupna vrtilna količina obeh delcev okoli točke 0?
Brez pomena, če navor in vrtilna količina nista definirana glede na neko (isto!) točko. hitrost spreminjanja vrtilne količine vsota vseh navorov 2. NEWTONOV ZAKON V KOTNI OBLIKI translacija: (za en delec) uganemo: (za en delec) Dokaz:
PRIMER: Poišči izraz za pingvinovo vrtilno količino okoli osi 0. Kolikšen je navor sile teže okoli osi 0?
zunanji + notranji navori smiselno, če so navori in vrtilne količine definirani okoli iste točke VRTILNA KOLIČINA SISTEMA DELCEV 2. N. Z. za sistem delcev inercialni sistem: def. lahko na poljubno točko neinercialni sistem: velja samo glede na masno središče
z y z x x VRTILNA KOLIČINA TOGEGA TELESA, KI SE VRTI OKOLI FIKSNE OSI Iščemo vrtilno količino krompirja okoli osi z.
sila navor gibalna kol. vrtilna kol. gibalna kol. sistema delcev vrt. kol. sistema delcev gibalna kol. sistema delcev vrt. kol. sist. okoli fiksne osi 2. N. Z. za sistem delcev 2. N. Z. za sistem delcev ohranitveni zakon ohranitveni zakon TRANSLACIJA ROTACIJA
vx = 20,0 m/s m.s. d = 5,90 m PRIMER: Jms = 1,95·10-3 kg m2 Kolikšna je vrtilna količina za vrtenje okoli masnega središča? Zamah je trajal 0,150 s. Kolikšen je bil navor metalca glede na masno središče tomahavka? Določi predznak navora in vrtilne količine.
ZAKON O OHRANITVI GIBALNE KOLIČINE ZAKON O OHRANITVI ENERGIJE ZAKON O OHRANITVI VRTILNE KOLIČINE = 0 vektorska enačba L se spreminja le v smeri, v kateri na telo deluje zunanji navor. OHRANITVENI ZAKONI Presega meje Newtonove mehanike!
k z Jk Jz PRIMERI: a) vrtenje na stolu
b) Skakalec v vodo masno središče: parabolična pot
primerjava:Sonce:polmer: 7·105 km, en obrat na mesec d) Nastanek nevtronske zvezde sesedanje (končni polmer je nekaj km) L = konst, J se manjša se močno poveča (600 do 800 obratov na sekundo)
L -Lz Lz z z = ? PRIMER: Jk = 1,2 kg m2 Jsk = 6,8 kg m2 z = 3,9 obr/s S kolikšno kotno hitrostjo se na koncu vrti človek?