Энергия вращения предмета

Раздел: 
Русская Физика

43. Энергия вращения предмета

Энергия вращения предмета по определению:

где M – усилие поворота; φ – угол поворота.

Выразим усилие поворота M через инерцию поворота предмета IOи его ускорение поворота ε:

При постоянном усилии поворота ускорение поворота будет также постоянным; такое вращение называется равноускоренным.

Скорость вращения ω и угол поворота φ в таком случае имеют следующие зависимости:

где t – продолжительность равноускоренного вращения.

Из  ω = ε t  определим ε:

Подставим эти выражения в основные формулы:

Энергия вращения предмета равна произведению инерции поворота предмета на половину квадрата его скорости вращения.

Скорость вращения ω задаётся в радианах в секунду – рад/с.

Пример. Определим энергию вращения велосипедного колеса при движении велосипеда со скоростью v = 15 км/час. Инерция колеса I = 2 ин; диаметр колеса d = 0,6 м.

Сначала определим инерцию поворота IO велосипедного колеса. Считаем, что вся инерция сосредоточена в ободе и в шине колеса. Радиус колеса r = 0,6 / 2 = 0,3 м. Инерцию поворота вычисляем по формуле

Длина окружности колеса:

Скорость велосипеда пересчитаем в м/с:

Частота вращения колеса:

Скорость вращения в единицах рад/с:

Энергия вращения велосипедного колеса:

К оглавлению                Назад        обсуждение        Далее                Следующий раздел или книга