Thaum lawv daws txhua yam teeb meem hauv physics uas muaj cov khoom txav, lawv ib txwm hais txog kev sib txhuam rog. Lawv raug coj mus rau hauv tus account lossis lawv tsis saib xyuas, tab sis tsis muaj leej twg tsis ntseeg qhov tseeb ntawm lawv lub xub ntiag. Hauv kab lus no, peb yuav txiav txim siab seb lub sijhawm ntawm kev sib txhuam yog dab tsi, thiab tseem muab cov teeb meem tshem tawm uas peb yuav siv cov kev paub tau txais.
Lub zog ntawm kev sib txhuam thiab nws qhov xwm txheej
Txhua tus neeg nkag siab tias yog tias ib lub cev txav mus rau ntawm lwm qhov ntawm txhua txoj kev (slides, yob), ces yeej muaj qee qhov quab yuam uas tiv thaiv qhov kev txav no. Nws yog hu ua dynamic kev sib txhuam quab yuam. Yog vim li cas rau nws qhov tshwm sim muaj feem xyuam rau qhov tseeb tias txhua lub cev muaj microscopic roughness ntawm lawv qhov chaw. Thaum ob yam khoom sib cuag, lawv qhov roughness pib cuam tshuam nrog ib leeg. Qhov kev sib cuam tshuam no yog ob qho tib si hauv qhov xwm txheej (lub ncov ntog rau hauv lub trough) thiab tshwm sim ntawm qib atomic (dipole attraction, van der Waals thiablwm tus).
Thaum lub cev sib cuag tau so, txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txhawm rau txheeb ze rau ib leeg, yuav tsum siv lub zog loj dua li txhawm rau tswj cov zawv zawg ntawm lub cev no hla ib leeg ceev tsis tu ncua. Yog li ntawd, ntxiv rau lub zog dynamic, qhov kev sib txhuam zoo li qub kuj raug txiav txim siab.
Cov khoom ntawm kev sib txhuam quab yuam thiab cov qauv rau nws qhov kev suav
Cov chav kawm physics hauv tsev kawm hais tias thawj zaug cov kev cai ntawm kev sib txhuam tau hais los ntawm Fab Kis tus kws kho mob Guillaume Amonton hauv xyoo pua 17th. Qhov tseeb, qhov tshwm sim no tau pib kawm thaum kawg ntawm lub xyoo pua 15th los ntawm Leonardo da Vinci, xav txog ib qho khoom txav ntawm qhov chaw du.
Cov khoom ntawm kev sib txhuam tuaj yeem sau tau raws li hauv qab no:
- lub zog ntawm kev sib txhuam ib txwm ua tawm tsam kev taw qhia ntawm lub cev;
- nws tus nqi yog ncaj qha proportional rau cov tshuaj tiv thaiv kev txhawb nqa;
- nws tsis nyob ntawm thaj chaw tiv tauj;
- nws tsis nyob ntawm qhov txav nrawm (rau qhov nrawm qis).
Cov yam ntxwv ntawm qhov tshwm sim hauv kev txiav txim siab tso cai rau peb los qhia cov qauv lej hauv qab no rau kev sib txhuam quab yuam:
F=ΜN, qhov twg N yog cov tshuaj tiv thaiv ntawm kev txhawb nqa, Μ yog tus coefficient ntawm proportionality.
Tus nqi ntawm cov coefficient Μ tsuas yog nyob ntawm cov khoom ntawm qhov chaw uas rub tawm ib leeg. Cov lus muaj txiaj ntsig rau qee qhov chaw yog muab hauv qab no.
Rau qhov kev sib txhuam zoo li qub, tib lub mis yog siv raws li saum toj no, tab sis cov txiaj ntsig ntawm cov coefficients Μ rau tib qhov chaw yuav txawv kiag li (lawv loj dua,tshaj zawv zawg).
Ib rooj plaub tshwj xeeb yog dov kev sib txhuam, thaum ib lub cev yob (tsis swb) ntawm lwm qhov. Rau kev quab yuam hauv qhov no, siv cov qauv:
F=fN/R.
Ntawm R yog lub vojvoog ntawm lub log, f yog dov coefficient, uas, raws li cov qauv, muaj qhov ntev ntawm qhov ntev, uas txawv ntawm qhov tsis muaj qhov tsis muaj Μ.
Moment of force
Ua ntej teb cov lus nug ntawm yuav ua li cas txiav txim siab lub sijhawm ntawm kev sib txhuam rog, nws yuav tsum xav txog lub tswv yim ntawm lub cev nws tus kheej. Lub sij hawm ntawm quab yuam M yog to taub raws li lub cev muaj nuj nqis, uas txhais tau tias yog cov khoom ntawm caj npab thiab tus nqi ntawm lub zog F siv rau nws. Hauv qab no yog daim duab.
Ntawm no peb pom tias kev thov F rau lub xub pwg d, uas yog sib npaug ntawm qhov ntev ntawm tus ciaj ntswj, tsim lub zog uas ua rau cov txiv ntoo ntsuab kom xoob.
Yog li, tus qauv rau lub sijhawm quab yuam yog:
M=dF.
Nco ntsoov tias qhov xwm txheej ntawm lub zog F tsis muaj teeb meem: nws tuaj yeem yog hluav taws xob, gravitational lossis tshwm sim los ntawm kev sib txhuam. Ntawd yog, lub ntsiab lus ntawm lub sijhawm ntawm kev sib txhuam quab yuam yuav zoo ib yam li qhov tau muab rau hauv qhov pib ntawm kab lus, thiab cov qauv sau rau M tseem siv tau.
Thaum twg muaj kev sib txhuam torque tshwm sim?
Qhov xwm txheej no tshwm sim thaum muaj peb yam tseem ceeb:
- Ua ntej, yuav tsum muaj lub tshuab tig ib ncig ntawm qee qhov axis. Piv txwv li, nws tuaj yeem yog lub log txav ntawm asph alt, lossis tig kab rov tav ntawm lub qag.nyob gramophone music record.
- Thib ob, yuav tsum muaj kev sib txhuam ntawm lub tshuab tig thiab qee qhov nruab nrab. Hauv cov piv txwv saum toj no: lub log yuav raug dov kev sib txhuam raws li nws cuam tshuam nrog asph alt nto; Yog tias koj muab cov ntaub ntawv suab paj nruag tso rau ntawm lub rooj thiab tig nws, nws yuav muaj kev zawv zawg kev sib txhuam ntawm lub rooj.
- Thib peb, qhov kev sib txhuam tawm tshiab yuav tsum ua tsis yog ntawm lub axis ntawm kev sib hloov, tab sis nyob rau ntawm qhov kev sib hloov ntawm lub cev. Yog hais tias lub zog muaj lub hauv paus cim, uas yog, nws ua rau ntawm lub axis, ces lub xub pwg nyom yog xoom, ces nws yuav tsis tsim ib pliag.
Yuav ua li cas thiaj nrhiav tau lub sijhawm sib txhuam?
Yuav daws qhov teeb meem no, koj yuav tsum xub txiav txim siab seb qhov twg tig tau cuam tshuam los ntawm kev sib txhuam quab yuam. Tom qab ntawd koj yuav tsum pom qhov kev ncua deb ntawm cov ntsiab lus no mus rau axis ntawm kev sib hloov thiab txiav txim siab seb qhov kev sib txhuam quab yuam ua haujlwm ntawm txhua lub ntsiab lus yog dab tsi. Tom qab ntawd, nws yog qhov yuav tsum tau muab qhov kev ncua deb ri los ntawm cov txiaj ntsig sib xws Fi thiab ntxiv cov txiaj ntsig. Yog li ntawd, tag nrho lub sij hawm ntawm kev sib txhuam quab yuam yog xam los ntawm cov mis:
M=∑riFi.
Ntawm no yog tus naj npawb ntawm kev sib txhuam quab yuam tshwm sim hauv qhov kev sib hloov.
Nws xav paub tias txawm hais tias M yog vector kom muaj nuj nqis, yog li ntawd, thaum ntxiv lub sijhawm rau hauv daim ntawv scalar, nws cov kev taw qhia yuav tsum raug coj mus rau hauv tus account. Kev sib txhuam ib txwm ua tawm tsam kev sib hloov, yog li txhua lub sijhawm Mi=riFi yuav muaj ib tug thiab ib tug kos npe rau.
Tom ntej no, peb yuav daws ob qhov teeb meem uas peb sivsuav tias yog cov qauv.
Kev sib hloov ntawm cov grinder disc
Nws paub tias thaum lub tshuab sib tsoo nrog lub vojvoog ntawm 5 cm txiav hlau, nws tig ntawm qhov nrawm tas li. Nws yog ib qho tsim nyog los txiav txim siab lub sijhawm twg ntawm lub zog hluav taws xob ntawm lub cuab yeej tsim yog tias qhov kev sib txhuam quab yuam ntawm cov hlau ntawm lub disk yog 0.5 kN.
Vim tias lub disk tig ntawm qhov nrawm tas li, cov lej ntawm txhua lub sijhawm ntawm lub zog uas ua rau nws yog sib npaug rau xoom. Hauv qhov no, peb tsuas muaj 2 lub sijhawm: los ntawm lub tshuab hluav taws xob thiab los ntawm kev sib txhuam quab yuam. Txij li thaum lawv ua raws li cov lus qhia sib txawv, peb tuaj yeem sau cov qauv:
M1- M2=0=> M1=M 2.
Vim kev sib txhuam ua haujlwm tsuas yog nyob rau ntawm qhov chaw ntawm kev sib cuag ntawm lub tshuab sib tsoo nrog cov hlau, uas yog, ntawm qhov deb r ntawm lub axis ntawm kev sib hloov, nws lub sij hawm ntawm lub zog sib npaug rau:
M2=rF=510-2500=25 Nm.
Vim lub tshuab hluav taws xob tsim tib lub zog, peb tau txais cov lus teb: 25 Nm.
Ntoo disc dov
Muaj ib daim disk ua los ntawm ntoo, nws lub vojvoog r yog 0.5 meters. Qhov no disc pib dov rau ntawm ib tug ntoo nto. Nws yog ib qho tsim nyog los xam qhov kev ncua deb nws tuaj yeem kov yeej yog tias nws qhov kev sib hloov ceev pib yog 5 rad / s.
Lub zog kinetic ntawm lub cev tig yog:
E=Iω2/2.
Ntawm no kuv yog lub sijhawm ntawm inertia. Lub zog sib txhuam dov yuav ua rau lub disc qeeb. Cov haujlwm ua los ntawm nws tuaj yeem suav tauraws li cov qauv hauv qab no:
A=Mθ.
Ntawm no θ yog lub kaum sab xis hauv radians uas lub disk tuaj yeem tig thaum nws txav mus. Lub cev yuav yob kom txog thaum tag nrho nws lub zog kinetic tau siv rau kev ua haujlwm ntawm kev sib txhuam, uas yog, peb tuaj yeem sib npaug ntawm cov qauv sau:
Iω2/2=Mθ.
Lub sijhawm ntawm inertia ntawm disk kuv yog mr2/2. Txhawm rau xam lub sijhawm M ntawm kev sib txhuam quab yuam F, nws yuav tsum tau muab sau tseg tias nws ua raws ntug ntawm lub disk ntawm qhov chaw ntawm kev sib cuag nrog ntoo nto, uas yog, M=rF. Nyob rau hauv lem, F=fmg / r (cov tshuaj tiv thaiv quab yuam ntawm kev txhawb N yog sib npaug rau qhov hnyav ntawm lub disk mg). Hloov tag nrho cov qauv no rau hauv qhov sib npaug kawg, peb tau txais:
mr2ω2/4=rfmg/rθ=>θ=r 2ω2/(4fg).
Vim qhov kev ncua deb L mus los ntawm lub disk cuam tshuam nrog lub kaum sab xis θ los ntawm kev qhia L=rθ, peb tau txais qhov sib npaug kawg:
L=r3ω2/(4fg).
Tus nqi ntawm f tuaj yeem pom hauv lub rooj rau dov kev sib txhuam coefficients. Rau ib tsob ntoo-ntoo khub, nws yog sib npaug rau 1.510-3m. Peb hloov tag nrho cov nqi, peb tau txais:
L=0, 5352/(41,510-3 9, 81) ≈ 53.1 m.
Txhawm rau kom paub meej qhov tseeb ntawm cov qauv kawg uas tau tshwm sim, koj tuaj yeem tshawb xyuas tias qhov ntev npaum li cas tau txais.
