1. Merev test:
A merev test olyan kiterjedéssel rendelkező test, amelynek bármely két pontjának a távolsága (azaz a test alakja) nem változik a test mozgása során.A merev test mozgásformái:
- haladó mozgás (transzláció)
- rögzített tengely körüli forgó mozgás (rotáció)
Összehasonlító táblázat:
| Haladó
mozgás |
Forgó
mozgás |
| 1. erő = F | 1. forgatónyomaték = M |
| 2. tömeg = m | 2. tehetetlenségi nyomaték = Θ |
| 3. sebesség = v | 3. szögsebesség = ω |
| 4. lendület = I | 4. perdület = N |
| 5. gyorsulás = a | 5. szöggyorsulás = ß |
2. A forgó mozgás jellemzői
A. Forgatónyomaték (momentum):Az erő forgató hatásának mértéke.
Jele: M
Képlete: M = F·k
F = erő
k = erőkar (az erő hatásvonalának a forgástengelytől mért távolsága)
F = M/k
k = M/F
Feladatok:
1.
F = 1250N
k = 70cm
M = ?
2.
F = 850N
M = 1220Nm
k = ?
3.
k = 120cm
M = 750Nm
F = ?
Táblázatkitöltés:
B. Tehetetlenségi nyomaték:
A test tömegeloszlásának a mértéke.
- Jele: Θ (nagy theta)
- Képlete: Θ = Σm*l2
A tehetetlenségi nyomaték értéke függ:
- a test alakjától és
- a forgástengely elhelyezkedésétől.
3. Perdület, perdülettétel
Perdület (impulzusnyomaték):A merev test tehetetlenségi nyomatékának és szögsebességének szorzata a test perdülete.
- Jele: N
- Képlete: N = Θ·ω
Perdülettétel:
Egy test perdületét külső erők forgatónyomatékai változtathatják meg.
A forgatónyomatékok eredője egyenlő a perdület időegységre eső megváltozásával.
Meredő = ΔN/Δt
Perdületmegmaradás törvénye:
Ha az egy testre ható forgatónyomatékok összege zérus, a test perdülete nem változik meg, tehát a perdület állandó.
Következmény:
A tehetetlenségi nyomaték a tömeggel ellentétben nem állandó mennyiség. Ennek az a következménye, hogy ha egy test perdülete állandó, de megváltozik a tehetetlenségi nyomatéka, akkor a szögsebességének is változnia kell, mert a szorzatuk állandó.
A forgómozgás alapegyenlete:
M = Θ·β
β = szöggyorsulás
