Ответ: . 2) действующие на тело, покоящееся во вра­щающейся системе отсчета(1.2.13)

2) действующие на тело, покоящееся во вра­щающейся системе отсчета (1.2.13)

Действию центробежных сил F_ц, инерции под­вергаются, например, пассажиры в движущем­ся транспорте на поворотах, летчики при выпол­нении фигур высшего пилотажа, центробежные силы инерции используются во всех центробеж­ных механизмах: насосах, сепараторах и т. д., они могут достигать огромных значении. При проектировании быстро вращающихся деталей машин (poторов, винтов самолетов и г. д.) при­нимаются специальные меры для уравновеши­вания центробежных сил инерции.

Пример 1.2.9. Автомобиль массой 5 т движется со скоростью 10м/с по выпуклому мосту. Определить силу давления автомобиля на мост в его верхней части, если радиус кривизны моста 50 м. Задачу решить в инерциальной и неинерциальной системах отсчета.

Дано: ,  

Решение:

Сила давления .

1) В инерциальной системе отсчета, связанной с поверхностью Земли, на автомобиль действуют две силы: сила ре-

акции со стороны моста и сила тяжести .

Их результирующая создаст центростремительное (нормальное) ускорение. Если спроектировать все силы на ось ординат, то получим: , откуда сила давления .

2) Система отсчета связана с ускоренно движущимся автомобилем и является неинерциальной. В этой системе автомобиль находится в состоянии покоя, следовательно все силы, действующие на него (сила тяжести , сила реакции

опоры и центробежная сила инерции ), скомпенсированы. В проекциях но ось ординат: . Т.к. , то .

Ответ: .

3) действующие на тело, движущееся во вращающейся системе отсчета (сила Кориолиса) . (1.2.14)

Сила Кориолиса действует только на тела, движущиеся относительно вращающейся систе­мы отсчета, например относительно Земли. По­этому действием этил сил объясняется ряд на­блюдаемых на Земле явлений. Так, если тело движется н северном полушарии на север, то действующая на него сила Кориолиса, будет направлена вправо по отношению к на­правлению движения, т. с. тело несколько от­клонится на восток. Если тело движется на юг, то сила Кориолиса также действует вправо, если смотреть по направлению движения, т. е. тело отклонится на запад. Поэтому в север­ном полушарии наблюдается более сильное под­мывание правых берегов рек; правые рельсы железнодорожных путей по движению изнашиваются быстрее, чем левые. Аналогично можно показать, что в южном полушарии сила Кориолиса, действующая на движущиеся тела, будет направлена влево но отношению к направлению движения.

Основной закон динамики для неинерциальных систем отсчета: (1.2.15)

В неинерциальных системах отсчета законы сохранения импульса и энергии не выполняются, т.к. силы инерции всегда являются внешними по отношению к телу.

§3. Работа и энергия.

Дата добавления: 2014-01-11