Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Опис обертання - Наука і техніка

А.І. СомсіковПостановка питання

Кутові коливання є частиною обертання по незамкненою кругової траєкторії. З необхідністю вони є нерівномірними і реверсивними.

При замиканні круговій траєкторії кутові коливання переходять в обертання. Воно не вимагає реверсивності і може бути рівномірним.

Таким чином, обидва види руху залежно від покривається ними круговій траєкторії переходять один в одного і можуть розглядатися (співвідноситися між собою) як ціле і частина.

Однак застосовувані опису цих рухів розрізняються на рівні розриву логіки.

Зіставимо ці фізичні опису.

Коливання маятника у вертикальній площині

Йому дається наступний опис.

Відхилення маятника з вертикального положення на уголсоответствует векторному розкладанню діє на тіло сили тяжестіна дві складові :, спрямовану вздовж зв'язку, і, спрямовану перпендикулярно зв'язку.

Составляющаявозвращает маятник у положення рівноваги, забезпечуючи його кутові коливання. Ці коливання є реверсивним нерівномірним обертанням маятника за частиною кола.

Составляющаяуравновешівается силою протіводействіясвязі.

Сума сил, що діють на тіло маятника уздовж зв'язку, постійно дорівнює нулю.

Горизонтальне обертання тіла

Тут опис несподівано радикально змінюється.

Вважається, що на рівномірно обертається тіло вздовж зв'язку з центром обертання діє вже не дві, як у першому випадку, а всього одна сила. Вона іменується центростремительной і спрямована до центру обертання.

У всіх підручниках фізики завжди дається зображення цієї єдиної, нічим не врівноваженою сили. Вона, як вважається, і викликає саме обертання, що є криволінійним і рівноприскореним.

По дії вона аналогічна возвращающей сілевертікального маятника, що коливається перпендикулярно зв'язку.

Кругове обертання несподівано виявляється одночасно рівномірним і рівноприскореним.

Ще раз зіставимо для повної ясності: коливання викликані силою, перпендикулярної зв'язку, обертання - силою, спрямованої уздовж зв'язку.

Інакше кажучи: в коливальному русі сила діє за або проти руху, а в обертальному - перпендикулярно руху.

Яким це чином діюча сила може викликати рух, перпендикулярний її напрямку, - таке питання навіть не піднімається.

Згадується також інша сила обертання - відцентрова. Вона виникає на підставі третього закону Ньютона, дорівнює за величиною і протилежна за напрямком центростремительной силі.

Але вона вважається прикладеною вже не до тіла, а тільки лише до його зв'язки.

Це стверджується в підручнику для фізико-математичних та фізико-технічних факультетів університетів. Що означає найвищу можливу постановку вопроса.Іспользуемие цитати

Розглянемо відповідні цитати. Ось опис обертального руху:

"При рівномірному русі по кривій (швидкість постійна по величині, тангенціальна складова прискорення дорівнює нулю) тангенціальна складова сили дорівнює нулю, і вся сила є сила доцентрова. Ця сила, діючи по нормалі до траєкторії, змушує тіло безперервно загортати, не змінюючи його швидкості по величиною; якби ця сила була відсутня, то тіло рухалося б прямолінійно ... За третім законом Ньютона, поряд з доцентровою силою, прикладеної до рухомого по кривій тілу, існує друга сила, рівна їй за величиною, спрямована у зворотний бік і прикладена до того тілу (до тих "зв'язках"), яке змушує рухається тіло загортати. Ця сила називається відцентровою. Таким чином, центростремительная і відцентрова сили - це ті дві сили, існування яких обумовлено третім законом Ньютона; прикладені вони до різних тіл. Наприклад, у випадку обертання каменю , прив'язаного до мотузки, центростремительная сила прикладена до каменя, а відцентрова - до мотузки; у разі трамвая, що йде по заокругленню, центростремительная сила прикладена до трамвая, а відцентрова - до рейок; у разі Місяця, що звертається навколо Землі, центростремительная сила прикладена до Місяця, відцентрова - до Землі "[1], с. 65, 66.

Жирним курсивом виділено місця, що потребують коментаря.

А ось інша цитата, що описує коливальний рух:

"Іншим прикладом коливального руху може служити рух плоского маятника (ріс.240). Якщо нитка маятника вертикальна, то сила тяжіння, прикладена до вантажу маятника, врівноважується натягом нитки. Однак, якщо маятник відхилити з положення рівноваги на деякий кут, то тільки частина сили тяжестіуравновесітся реакцією нитки, саме, складова сили тяжіння, паралельна нитки. Складова, перпендикулярна до нитки, чисельно равнаяі спрямована до положення рівноваги маятника, залишається неврівноваженою. Якщо уголмал, то синус можна замінити самим кутом, тогдапрібліженно дорівнює. Тут зсув вантажу маятника з положення рівноваги визначається кутом. Сила, що повертає вантаж маятника в положення рівноваги, при малому углепропорціональна кутку.

Під впливом цієї сили маятник прийде в коливальний рух біля положення рівноваги. У цьому випадку рух визначається не пружною силою, а складової сили тяжіння, яка спрямована до положення рівноваги і пропорційна (при малих кутах) відхиленню маятника з положення рівноваги. Таким чином, ця сила за своїм характером аналогічна пружною силі. Коливання, викликані цією силою, при малих углахсовпадают за характером руху з коливаннями, викликаними пружною силою.

Сили, які не пружні за своєю природою, але аналогічні їм по виду залежності від зсуву, називаються квазіпружної.

Наведені приклади показують, що дія пружною або квазіпружної сили викликають коливальний рух "(там же, с. 373, 374).

Звичайно, підручники в звичайному розумінні не читають. Їх просто заучують. Приймаючи на віру те, що після вважається вже знанням.

Ще цитата:

"Необхідно, однак, відзначити, що ядерна модель атома не узгоджується з вимогами класичної електродинаміки. Справа в тому, що електрон, що обертається навколо ядра, відчуває прискорення, а отже (посилання), він повинен випромінювати електромагнітні хвилі і внаслідок цього втрачати енергію. У результаті його рух буде нестійким, і він повинен впасти на ядро. Так як насправді атоми є досить стійкими утвореннями, то звідси випливає, що для внутрішньоатомних процесів незастосовні закони класичної електродинаміки, встановлені на підставі спостережень макроскопічних процесів "[2], с. 534.

Інша цитата:

"Припущення, що атом може перебувати в ряді стійких (стаціонарних) станів, що характеризуються певними значеннями енергії, як ми бачили, підтверджується прямими дослідами. Разом з тим, такі стани неможливі з точки зору класичної електродинаміки ... Перебуваючи в одному з стаціонарних станів руху, електрон , всупереч вимогам класичної електродинаміки, не випромінює ... Виправданням цих гіпотез служить те, що вони призводять до чисельним значенням частот, в точності збігається з їх значеннями, знайденими з досвіду "(там же, с. 550).

Можливо, хтось із фізиків має розуміння, відмінне від процитованого. Але залишається фактом, що це виклад не викликавши заперечень чи будь-яких уточнюючих питань. Приклад, наочно демонструє наявність логічної проблеми.

Отже, в існуючому описі дається таке розуміння:

1. При рівномірному русі по колу, на тіло діє доцентрова сила, спрямована до центру кола. Під дією цієї сили тіло рухається равноускоренно по круговій траєкторії.

2. На зв'язок тіла, що забезпечує його обертання, діє відцентрова сила, спрямована від центру кола.

3. За третім законом Ньютона ці сили рівні за величиною і протилежні за напрямком.

4. Вони вважаються прикладеними до різних тіл.

5. До обертається тілу прикладена тільки центростремительная сила, що діє з боку зв'язку, до зв'язку - тільки відцентрова сила, що діє з боку тіла, але не прикладена до нього.

При цьому, хоча коливальний рух і є частиною обертального, в його описі відсутня згадка обох сил, що утворюють обертання, - центростремительной і відцентрової. Це можна було б віднести всього лише до адаптації викладу, але все ж це скоріше свідчення неповноти розуміння.

Що й не дивно, оскільки обидва застосовуваних описи дані мало не в часи Галілея, ще на самому початку становлення фізики. Його неповнота, природна для свого часу, нині виглядає непріемлемой.Предлагаемое опис

Пропонується таке розуміння:

1. При обертанні тіла виникає відцентрова сила, спрямована від осі обертання. Її наявність легко встановлюється експериментально, приміщенням між тілом і зв'язком пружинного динамометра. У точності так само, як дія сили тяжіння на тіло маятника. По дії на тіло вона повністю аналогічна складової сили тяжіння, спрямованої уздовж зв'язку маятника.

2. Відцентрова сила врівноважується доцентровою силою, утвореною зв'язком.

3. Обидві діючі на тіло сили рівні за величиною і протилежні за напрямком.

4. Сума сил, що діють на тіло, що обертається уздовж зв'язку, постійно дорівнює нулю.

5. Тіло рухається рівномірно, тобто без прискорення по круговій траєкторії. Чим повністю пояснюється "загадка" стійкості атома, що вважається не вирішуваної. Для кругової траєкторії це інерційне галілеївського рух [3].

Що повністю аналогічно сумі сил, що діють на тіло маятника уздовж зв'язку. Тут немає більш ніякого розриву логіки. Тіло не має ніякого переміщення уздовж зв'язку і переміщається тільки лише в перпендикулярному їй напрямку.

При рівномірному обертанні тіла сила, що діє перпендикулярно зв'язку, теж дорівнює нулю. У цьому і тільки в цьому полягає відмінність рівномірного обертання і коливального руху. Останнє є не рівномірним, тому воно відбувається під дією сили, спрямованої уздовж руху. Воно також не є рівноприскореним, тому ця сила не постійна за напрямком і величиною.

Таке уточнення, що відноситься до обертального руху.

Що ж до кутових коливань маятника, то воно як і раніше відбуваються під дією пружної сили, спрямованої перпендикулярно зв'язку.

Однак вздовж зв'язку діють вже не одна сила-проекція сили тяжестіна напрямок зв'язку (), а сума сил, спрямована від осі кутових поворотів, десь відцентрова сила, що визначається за формулою, де-радіус коливань, який визначається довжиною зв'язку.

Ці сили, що діють на тіло маятника, врівноважені реакцією зв'язку :, внаслідок чого сума сил, спрямована уздовж зв'язку, постійно дорівнює нулю.

Таке уточнення, що відноситься до опису кутових коливань маятника.

Вращательно-коливальний рух

Крім кругового руху є замкнутий рух по еліптичній траєкторії. Воно утворюється двома незалежними рухами - рівномірним обертанням по колу з радіусом R, рівним малої півосі еліпса, і лінійними гармонійними коливаннями щодо цієї окружності уздовж великої осі еліпса.

Математично рівномірне обертання по колу представимо як сума двох лінійних гармонійних коливань, з різницею фаз:

,

,

де- декартівські координати обертального руху з центром обертання на початку координат,

- Амплітуда коливального руху, рівна радіусу обертання,

- Кутова швидкість обертання, рівна, десь швидкість кругового руху.

Обидва гармонійних коливання здійснюють коливальний енергообмін. Проте їх сума дає весь час енергію, що залишається постійною величиною.

Тому рівномірне обертання фізично є інерційним, не що супроводжується енергообміну.

Рух по еліптичній траєкторії виражається формулами:

де- різниця великої і малої півосей еліпса.

Воно є вращательно-коливальним, утвореним двома рухами. Рівномірним інерційним обертанням по круговій траєкторії з радіусом, рівним малої півосі еліпса. І лінійними гармонійними коливаннями з амплітудойотносітельно круговій траєкторії вздовж великої осі еліпса.

Це коливальний рух є нерівномірним і реверсивним. З силою і прискоренням, змінними за величиною і за реверсивними напрямку. З внутрішнім коливальним енергообміну і переходом потенційної енергії в кінетичну і обратноСпісок літератури

С.Е. Фріш і А.В. Тіморева "Курс загальної фізики", том I, Державне видавництво техніко-теоретичної літератури, М., 1955. Допущено Головним управлінням університетів, економічних та юридичних вузів Міністерства вищої освіти СРСР в якості підручника для фізико-математичних та фізико-технічних факультетів державних університетів, видання 6-е, виправлене, с.с. 65 - 66, 373 - 374. Тираж 50000.

С.Е. Фріш і А.В. Тіморева "Курс загальної фізики" том III, Госуд. вид. техніко-теоретич. літ-ри, 1951, с. 534, 550. Тираж 75 000 екз

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/8444.ht
Теорія відображень
Відобразити верхню половину площині з розрізами з отрезкамна верхню напівплощина. Рішення: Відображення відображає верхню полуплоскость з розрізами на верхню полуплоскость без розрізів (під операцією взяття в квадратні дужки треба пономаев взяття цілої частини від числа). Доведемо це: Розглянемо

Рішення проблеми континууму. (Принцип безперервності)
Гайсин М. А.Математіческая проблема континууму Проблему континууму математики відносять до числа головних проблем. Отже, проблемою континууму є питання існування проміжної потужності між лічильної потужністю і потужністю континууму. Континуум-гіпотеза стверджує, що такої потужності немає.

Понятійні відносини
Контрольна робота За логікою 3 група Ласкавий Олександр Васильович ДОМАШНІЙ АДРЕСА: Оренбурзька обл. п.Прігородний ул.Буровіков буд.6 Варіант I: Глава I Вправа 15.6 Визначте вид відносини між поняттями, покажіть його з допомогою кругових схем. Університет, Вищий навчальний заклад,

Чеська Республіка
м. Москва Південний Адміністративний округ Середня загальноосвітня школа № 939 РЕФЕРАТ з географії на тему Чеська Республіка 2000 рік ЗМІСТ Введення Адміністративний і державний устрій Чехії З історії Чеської Республіки Економіко-географічне і политико-географічне положення Чеської Республіки

Принципи еволюції
Зміст. ПЕРЕДМОВА РЕДАКТОРА ПЕРЕКЛАДУ. ПЕРЕДМОВА. РОЗДІЛ 1. ІСТОРІЯ ФОРМУВАННЯ Еволюційної ПРИНЦИПІВ. 1.1. Введення. 1.2. Сталість, визначеності і креаціонізм. 1.3. Запрограмована еволюція. 1.4. Менш жорстко запрограмована еволюція. 1.5. Розвиток дарвінізму і тимчасовий відхід від нього. 1.6.

Мир любові
Введення «Те, що ти не любиш, - не означає, що в тобі немає любові, а тільки те, що в тобі є щось що заважає любити... Твоя душа повна любові, але вона не може відкритися, бо твої гріхи не дають їй цього. Звільни душу від того, що її чорнить...» Л.Н.Толстой Любов саме нез'ясовне почуття людини,

Тепловий і динамічний розрахунок двигуна внутрішнього згоряння
МАДИ (ТУ) Кафедра: Автотракторні двигуни Тепловий і динамічний розрахунок двигуна внутрішнього згоряння Викладач: Пришвін Студент: Толчин А.Г. Група: 4ДМ1 МОСКВА 1995 Завдання №24 1 Тип двигуна і системи живлення - бензиновий, карбюраторна. 2 Тип системи охолодження - рідинна. 3 Потужність

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати