Методические указания по физике для студентов 111100. 62 – зоотехния направление подготовки «Кормление животных и технология кормов»

Динамика вращательного движения Момент инерции материальной точки – скалярная физическая величина, численно равная произведению массы точки на квадрат расстояния: . где - масса материальной точки, - расстояние от оси вращения до материальной точки. Основной единицей измерение момента импульса в СИ является - . Таблица 2. Моменты инерции тел правильной геометрической формы относительно оси, проходящей через центр масс. Тело Момент инерции Тело Момент инерции Тонкий стержень Диск (цилиндр) Тонкостенное кольцо (обруч) Шар Теорема Штейнера: момент инерции тела I относительно некоторой оси равен моменту инерции тела I0 относительно параллельной оси, проходящей через центр масс тела, плюс произведение массы тела на квадрат расстояния между осями d. Рисунок 5 Оси вращения твердого тела: ОО проходит через центр масс тела, не проходит через центр масс тела. 4.2 Плечо силы – перпендикуляр, опущенный из центра вращения на направление действия силы. Момент силы относительно точки - векторная физическая величина, модуль которой численно равен произведению силы на плечо силы: Основной единицей измерения момента силы в СИ является – . Направление этого вектора определяется по правилу буравчика. Основное уравнение динамики вращательного движения материальной точки:угловое ускорение материальной точки при ее вращении вокруг неподвижной оси пропорционально вращающему моменту и обратно пропорционально моменту инерции. Момент импульса - псевдовектор, модуль которого равен произведению момента инерции тела на угловую скорость: Направление этого вектора определяется по правилу буравчика. Основной единицей измерения момента импульса в СИ является . Связь угловых и линейных величин: . - производная момента импульса тела по времени равна равнодействующему моменту всех внешних сил. Закон сохранения момента импульса: если на вращающееся тело не действуют внешние силы или их результирующий момент равен нулю, то момент импульса относительно оси вращения есть величина постоянная. или Если в этих условиях изменяется момент инерции тела, то соответственно изменяется и его угловая скорость. Для того чтобы тело, имеющее в начальный момент некоторую скорость, двигалось затем равномерно по окружности, необходимо, сохраняя неизменной величину скорости, изменять непрерывно ее направление таким образом, чтобы при любом положении тела она оставалась касательной к окружности. Для этого на тело при любом его положении должна действовать сила, направленная перпендикулярно к касательной, то есть к центру окружности. Такая сила называется центростремительной. №1 Определить момент инерции стержня относительно оси, проходящей через его край, если масса стержня2,1кг, длина 0,8 м. Дано: Решение: По теореме Штейнера . Момент инерции стержня относительно оси, проходящей через центр масс равен Расстояние между осями по условию равно:. Получим Ответ: №2 Диск радиусом 20 см и массой 5 кг вращается с частотой 8 Гц. При торможении он остановился через 4 с. Определить тормозящий момент сил. Дано: Гц Гц СИ: 0,2м Решение: Момент инерции диска относительно оси, проходящей через центр масс, определяется по формуле: По определению среднего углового ускорения Модуль мгновенной угловой скорости равен циклической частоте По основному уравнению динамики вращательного движения . Получим: Ответ: №3 Горизонтальная платформа массой 25 кг и радиусом 0,8 м вращается с частотой 18 об/мин. В центре стоит человек и держит в расставленных руках гири. Считая платформу диском, определите частоту вращения платформы, если человек, опустив руки, уменьшит свой момент инерции от 3,5 до 1 . Дано: СИ: 0,3 Гц Решение: Систему платформа-человек можно считать замкнутой, следовательно для нее выполняется закон сохранения момента импульса. По закону сохранения момента импульса Момент инерции системы определяется как сумма моментов инерции тел, входящих в систему: Циклическая частота связана с частотой вращения соотношением: . Получим Произведем сокращения Ответ: №4. Для изучения упругих напряжений, возникающих в костной ткани, компактную часть бедренной кости животного приводят во вращательное движение относительно ее оси с угловым ускорением 3 рад/с2. Считая кость полым цилиндром с внешним диаметром 20 мм и внутренним диаметром 10 мм, определить кинетическую энергию кости через 20 сот начала вращения. Масса кости 100 г. Дано: . СИ: Решение: Кинетическая энергия вращающегося твердого тела определяется по формуле: . Считая кость полым цилиндром, вращающимся относительно его оси, напишем выражение для ее момента инерции: , где и . Угловая скорость тела при равноускоренном вращательном движении . Так как , то . Таким образом, получим Проверка единиц измерения: Подставим численные значения физических величин Ответ: №5.Цилиндрический барабан ультрацентрифуги, применяющейся для разделения высокомолекулярных соединений, имеет диаметр 20 см и массу 5 кг. Для остановки барабана, вращающегося с частотой 9000 об/мин, к нему, после выключения электродвигателя, прижали тормозную колодку. Какую силу трения нужно приложить к боковой поверхности барабана, чтобы остановить его за 20 секунд? Сколько оборотов он сделает до полной остановки? Какова будет работа силы трения? Дано: СИ: , Решение: По определению момента силы трения, приложенной к поверхности барабана , где . Считая барабан сплошным полым цилиндром, можно написать, что его момент инерции равен . Из основного уравнения динамики вращательного движения следует, что . Значит, или . Угловая скорость тела, вращающегося с угловым ускорением, равна . По условию задачи барабан останавливается, то и . Отсюда . Для силы трения имеем выражение . Считая вращение барабана равнозамедленным, можно написать, что величина угла поворота . Так как , то . С другой стороны, угол поворота связан с полным числом оборотов барабана соотношением . Приравнивая правые части последних выражений, получим: . Откуда . Работа силы трения, необходимая для полной остановки барабана, будет равна его кинетической энергии, то есть . Проверка единиц измерения: Подставим численные значения физических величин: Ответ: , , .

Похожие:

	Рабочая программа учебной дисциплины экспертиза кормов и кормовых... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 111100. 62 «Зоотехния» по профилю «Кормление...		Рабочая программа учебной дисциплины технология первичной переработки... Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 111100. 62 «Зоотехния», утверждённого приказом...
	Рабочая программа учебной дисциплины физиология животных для подготовки... Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 111100. 62 «Зоотехния»		Оценка качества кормов из козлятника восточного по содержанию нейтрально-... Специальность: 06. 02. 08 – кормопроизводство, кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов
	Рабочая программа учебной дисциплины основы ветеринарии для подготовки... «Технология производства продуктов животноводства (по отраслям)», «Кормление животных и технология кормов», «Разведение, генетика...		Методические указания по выполнению и оформлению выпускной квалификационной... Методические указания печатаются по решению ученого совета факультета аграрных технологий фгбоу впо «Майкопский государственный технологический...
	Рабочая программа учебной дисциплины цитология, гистология и эмбриология... «Технология производства продуктов животноводства (по отраслям)», «Кормление животных и технология кормов», «Разведение, генетика...		Рабочая программа учебной дисциплины этология с основами зоопсихологии... «Технология производства продуктов животноводства (по отраслям)», «Кормление животных и технология кормов», «Разведение, генетика...
	Рабочая программа по дисциплине б 10 Кормление животных по направлению подготовки бакалавров Рабочая программа составлена на основании фгос впо и учебного плана мгту по направлению (специальности) 111100. 62 Зоотехния		Программа вступительных экзаменов в аспирантуру по специальности... Обсуждена и одобрена на заседании кафедры кормления животных и физиологии, протокол №18 от 01 февраля 2011 года
	Вопросы для вступительного экзамена Специальность 06. 02. 08 – кормопроизводство,... Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком		Рабочая программа учебной дисциплины физика для подготовки бакалавров... Фгос впо по направлению подготовки 111100. 62 «Зоотехния», все профили утверждённого приказом Министерства образования и науки Российской...
	Рабочая программа учебной дисциплины экономика для подготовки бакалавров... Программа составлена в соответствии с требованиями фгос впо по направлению подготовки 111100. 62 «Зоотехния» утверждённого приказом...		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Методические указания для студентов заочной формы обучения направления 080100. 62 Экономика, 080200. 62 Менеджмент, 081100. 62 Государственное...
	Экзаменационные вопросы для подготовки к вступительному экзамену... Рабочая программа составлена на основании требования Государственного стандарта высшего медицинского образования второго поколения...		Рабочая программа учебной дисциплины агрометеорология (курс по выбору)... Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока в. Дв. 1 студентам очной формы обучения