<<
>>

6. 2. 4. Главный момент сил инерции твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси

Вычислим координаты главного момента сил инерции твердого тела (6.12), вращающегося вокруг неподвижной оси.

Ось Оz совместим с осью вращения, а оси Ох и Оу скрепим с вращающимся телом (рис. 6.4a), тогда и , - радиус – вектор рассматриваемой точки . При вращении тела вокруг неподвижной оси Оz ускорение любой точки состоит из нормального ускорения и касательного ускорения где - расстояние точки k от оси вращения Оz (рис. 6.4b):

Здесь учтено, что - координаты точки .

Тогда, согласно (6.12), получим,

Здесь центробежные моменты инерции, осевой момент инерции.

Таким образом,

главный момент сил инерции твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, сводится к паре сил, момент которой равен

(6.14)

где

Если ось вращения проходит через центр тяжести тела и оси xyzявляются главными осями, то

(6.14а)

Пример 3. Через блок весом и радиусом R перекинута нерастяжимая нить, на конце которой подвешен груз А весом . Определить ускорение а груза А, натяжение нити Т и давление на подшипник оси блока (рис. 6.5).

Решение. Пусть груз А опускается вниз, тогда сила инерции груза вверх. .

Поскольку ось вращения диска является осью симметрии, то

.Следовательно, момент от сил инерции, согласно (6.14), равен и направлен в сторону противоположную вращению диска.

Отбросим опору О, заменим ее действие реакциями подшипника и (рис. 6.5). Составим уравнения кинетостатики (6.9):

Подставим в последнее уравнение значения силы инерции и момента от сил инерции и решим его относительно ускорения а, получим

.

Тогда из первых двух уравнений определим

.

Для определения натяжения нити разорвем гибкую связь и заменим ее действие натяжением Т (рис. 6.6).

Добавляя внешнюю силу и силу инерции , имеем

,

откуда .

Если считать диск сплошным телом, то , тогда

.

<< | >>
Источник: Богомаз И.В.. Динамика. Лекции. 2005

Еще по теме 6. 2. 4. Главный момент сил инерции твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси:

  1. Глава II. Способы обогащения нашего королевства и увеличения количества денег в стране