Механика системы частиц. Камзолов С.К - 13 стр.

UptoLike

Рубрика: 

hrm =
2
1
πρ
- масса вырезанной части диска. Тогда момент инерции отно-
сительно оси симметрии
+=
2
1
2
1
2
0
2
2
2
am
rmRm
I
C
. Используя этот
результат и теорему Штейнера, получим искомый момент инерции относитель-
но оси ВВ
(
)
2
10
2 ammII
C
B
+= .
Подставим полученные ранее значения для I
C
, m
0
, m
1
()
()
.2
2
2
2
2
2
2
2
2222
2
2
22
2
10
2
1
2
1
2
0
ahrhRa
r
hr
RhR
ammam
rmRm
I
B
+
+
=
=+
+=
ρπρπρπ
ρπ
Учитывая, что
R = 4r и a=2r, сделаем преобразования
()
=+
+
+
=
22222
22
2
2
44
224
2
2
2
2
4
rhrhr
r
r
hr
rh
I
B
ρπρπ
ρπ
ρπ
(
)
.175569128
44
hrhr =+=
ρπρπ
После подстановки данных условия задачи и расчета, получим
I
В
= 4,3
.
10
-4
кг
.
м
2
.
Пример 8
Детская игрушка волчок имеет массу m = 0,2 кг и
представляет собой фигуру вращения в виде двух со-
стыкованных основаниями конусов (рис. 2.4). Радиус
основания конуса R = 5 см, высота волчка H = 2R. Опре-
делить момент инерции волчка относительно оси 00’.
Считать, что волчок изготовлен из однородного мате-
риала.
0
2H
0’
Рис. 2.4.
m1 = ρ ⋅ πr 2 ⋅ h - масса вырезанной части диска. Тогда момент инерции отно-
                                  m0 R 2     ⎛ m1r 2          ⎞
сительно оси симметрии I C =             − 2⎜⎜       + m1a 2 ⎟⎟ . Используя этот
                                    2        ⎝ 2              ⎠
результат и теорему Штейнера, получим искомый момент инерции относитель-
но оси ВВ’
                            I B = I C + (m0 − 2m1 ) ⋅ a 2 .
               Подставим полученные ранее значения для IC , m0 , m1
          m0 R 2     ⎛ m1r 2          ⎞
     IB =        − 2⎜⎜       + m1a 2 ⎟⎟ + (m0 − 2m1 ) ⋅ a 2 =
           2         ⎝ 2              ⎠
                               ⎛ r2      2⎞
     =
        ρπR 2 h ⋅ R 2
            2
                              2
                               ⎜                 (
                    − 2 ρπr h ⎜ + a ⎟⎟ + ρπR 2 h − 2 ρπr 2 h ⋅ a 2 .   )
                               ⎝2         ⎠
    Учитывая, что R = 4r и a=2r, сделаем преобразования
                       ρπh ⋅ 4 4 r 4        2 ⎛r            ⎞
                                                 2
                 IB =                − 2 ρπr h⎜⎜ + 2 2 r 2 ⎟⎟ +
                           2                   ⎝2           ⎠
                        (                    )
                  + ρπ 4 2 r 2 h − 2 ρπr 2 h ⋅ 2 2 r 2 =
                   = ρπ ⋅ r 4 h (128 − 9 + 56 ) = 175 ρπ ⋅ r 4 h.
    После подстановки данных условия задачи и расчета, получим
                              IВ = 4,3.10-4 кг.м2.




    Пример 8
    Детская игрушка волчок имеет массу m = 0,2 кг и                        0
представляет собой фигуру вращения в виде двух со-
стыкованных основаниями конусов (рис. 2.4). Радиус
основания конуса R = 5 см, высота волчка H = 2R. Опре-        2H
делить момент инерции волчка относительно оси 00’.
Считать, что волчок изготовлен из однородного мате-
риала.                                                                     0’
                                                                    Рис. 2.4.