Основной закон динамики вращательного движения
Основной закон динамики вращения (II закон Ньютона для вращательного движения):
Момент вращающей силы, приложенной к телу, равен произведению момента инерции тела на угловое ускорение.
Момент инерции тела характеризует инерционные свойства тела при вращательном движении подобно массе, характеризующей инерционные свойства тела при поступательном движении. Момент инерции тела имеет множество значений, в зависимости от оси вращения.
Если вращающий момент M = const постоянен и момент инерции J = const, то основной закон вращения можно представить в виде
M Δt - импульс момента силы, Jω-момент импульса тела .
Работа при вращении
Работа и мощность при вращении твердого тела.
Найдем выражение для работы при вращении тела. Пусть сила 
приложена в точке 
, находящейся от оси 
на расстоянии 
, 
— угол между направлением силы и радиус-вектором . Так как тело абсолютно твердое, то работа этой силы равна работе, затраченной на поворот всего тела. При повороте тела на бесконечно малый угол 
точка приложения проходит путь 
и работа равна произведению проекции силы на направление смещения на величину смещения:
.
Модуль момента силы равен:
,
тогда получим следующую формулу для вычисления работы:
.
Таким образом, работа при вращении твердого тела равна произведению момента действующей силы на угол поворота.
29. Единицы измерения физических величин в механике. Формулы размерности.
|
|
|
30. Первое начало термодинамики.
Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.
Первое начало термодинамики было сформулировано в середине XIX века в результате работ немецкого учёного Ю. Р. Майера, английского физика Дж. П. Джоуля и немецкого физика Г. Гельмгольца[1]. Согласно первому началу термодинамики, термодинамическая система может совершать работу только за счёт своей внутренней энергии или каких-либо внешних источниковэнергии. Первое начало термодинамики часто формулируют как невозможность существованиявечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из какого-либо источника.
Формулировка
Существует несколько эквивалентных формулировок первого начала термодинамики
В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным.[2] Это — формулировка Дж. П. Джоуля (1842 г.).
Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил
Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе, то есть, оно зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. Это определение особенно важно для химической термодинамики[2] (ввиду сложности рассматриваемых процессов). Иными словами, внутренняя энергия является функцией состояния. В циклическом процессе внутренняя энергия не изменяется.
|
|
|
Изменение полной энергии системы в квазистатическом процессе равно количеству теплоты Q, сообщённому системе, в сумме с изменением энергии, связанной с количеством вещества N при химическом потенциале μ, и работы A'[3], совершённой над системой внешними силами и полями, за вычетом работы A, совершённой самой системой против внешних сил
ΔU = Q − A + μΔN + A'.
Для элементарного количества теплоты δQ, элементарной работы δA и малого приращения dU внутренней энергии первый закон термодинамики имеет вид:
dU = δQ − δA + μdN + δA'.
Разделение работы на две части, одна из которых описывает работу, совершённую над системой, а вторая — работу, совершённую самой системой, подчёркивает, что эти работы могут быть совершены силами разной природы вследствие разных источников сил.
|
|
|
Важно заметить, что dU и dN являются полными дифференциалами, а δA и δQ — нет.
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 41466; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!