Механика. Першенков П.П - 46 стр.

UptoLike

Рубрика: 

46
Рис. 6.5
Относительно системы отсчета, связанной с диском, шарик покоится.
Это формально можно объяснить тем, что кроме силы упругости на шарик
действует сила инерции, модуль которой равен силе упругости (6.7):
2
ц
.
F
mr=− ω
(6.11)
Сила инерции
ц
F
r
направлена вдоль радиуса от центра диска. Силу
инерции (6.8), возникающую в равномерно вращающейся системе отсчета,
называют
центробежной силой инерции. Эта сила действует на тело во
вращающейся системе отсчета, независимо от того, покоится тело в этой
системе или движется относительно нее со скоростью
V
r
. Если положение
тела во вращающейся системе отсчета характеризовать радиус-вектором
r
r
, то центробежную силу можно представить в виде
2
ц
,Fmr
r
r
(6.12)
где
r
r
компонента радиус-вектора, направленная перпендикулярно оси
вращения.
Центробежные силы, как и всякие силы инерции, существуют
только в ускоренно движущихся
(вращающихся) системах отсчета и
исчезают при переходе к инерциальным системам отсчета.
Действию центробежной силы подвергается, например, пассажир в
движущемся автобусе на поворотах. Если в центробежной машине подве-
сить на нитях несколько шариков и привести машину в быстрое вращение,
то центробежные силы инерции отклонят шарики от оси вращения. Угол
отклонения тем больше, чем дальше
шарик отстоит от оси. Центробежные
силы используются в центробежных сушилках для отжима белья, в сепа-
раторах для отделения сливок от молока, в центробежных насосах, цен-
тробежных регуляторах и т.д. Их надо учитывать при проектировании бы-
стровращающихся деталей механизмов.
6.4 Сила Кориолиса
При движении тела относительно вращающейся системы отсчета,
кроме центробежной силы, появляется еще одна сила, называемая
силой
Кориолиса
.
Рассмотрим рисунок 6.5. Шарик
массой m движется прямолинейно со
скоростью V
r
от центра к краю диска. Если
диск неподвижен, то шарик попадает в
точку М, а если диск вращается с
постоянной угловой скоростью ω, то шарик
попадает в точку N. Это обусловлено тем,
что на шарик действует сила Кориолиса.
     Относительно системы отсчета, связанной с диском, шарик покоится.
Это формально можно объяснить тем, что кроме силы упругости на шарик
действует сила инерции, модуль которой равен силе упругости (6.7):
                              Fц = −mω2 r .                      (6.11)
                     r
       Сила инерции Fц направлена вдоль радиуса от центра диска. Силу
инерции (6.8), возникающую в равномерно вращающейся системе отсчета,
называют центробежной силой инерции. Эта сила действует на тело во
вращающейся системе отсчета, независимо от того, покоится
                                                    r      тело в этой
системе или движется относительно нее со скоростью V . Если положение
тела во вращающейся системе отсчета характеризовать радиус-вектором
r
r , то центробежную силу можно представить в виде
                               r       r
                              Fц = mω2 r⊥ ,                      (6.12)
     r
где r⊥ – компонента радиус-вектора, направленная перпендикулярно оси
вращения.
       Центробежные силы, как и всякие силы инерции, существуют
только в ускоренно движущихся (вращающихся) системах отсчета и
исчезают при переходе к инерциальным системам отсчета.
       Действию центробежной силы подвергается, например, пассажир в
движущемся автобусе на поворотах. Если в центробежной машине подве-
сить на нитях несколько шариков и привести машину в быстрое вращение,
то центробежные силы инерции отклонят шарики от оси вращения. Угол
отклонения тем больше, чем дальше шарик отстоит от оси. Центробежные
силы используются в центробежных сушилках для отжима белья, в сепа-
раторах для отделения сливок от молока, в центробежных насосах, цен-
тробежных регуляторах и т.д. Их надо учитывать при проектировании бы-
стровращающихся деталей механизмов.

     6.4 Сила Кориолиса
     При движении тела относительно вращающейся системы отсчета,
кроме центробежной силы, появляется еще одна сила, называемая силой
                           Кориолиса.
                                 Рассмотрим рисунок 6.5. Шарик
                           массой m r движется прямолинейно со
                           скоростью V от центра к краю диска. Если
                           диск неподвижен, то шарик попадает в
                           точку М, а если диск вращается с
                           постоянной угловой скоростью ω, то шарик
                           попадает в точку N. Это обусловлено тем,
          Рис. 6.5         что на шарик действует сила Кориолиса.

                                  46