Fysik
Στ=Iα
Titlen er den rotationelle version af Newtons anden lov. Den udledes ved at kigge på et lille masse element på et roterende legeme. Den tangentielle kræft, Ftan-i, der virker på dette er:
Ftan-i = mi·ai
gang nu igennem med ri, som er dellegemets afstand fra rotationscentret. Vi har så:
Ftan-i·ri = mi·ri·ai = mi·ri2·α (1)
summer alle bidragene op:
ΣFtan-i·ri = Στ = Σmiri2 · α = Iα (2)
Og man skal så vise at alle interne kraftmomenter går ud med hinanden således at Στ kun er de eksterne kraftmomenter.
Men jeg kom til at tænke på:
Hvad nu hvis man ikke gangede (1) med ri. Så ville man komme frem til ligningen:
ΣFtan-i = Σmiri · α (3)
Denne ligning arbejder ikke med kraftmomenter men relaterer et rigidts legemes vinkelacceleration til summen af tangentielle kræfter, der virker på den. Alligevel kan den ikke gælde for summen af ydre tangentielle kræfter, for så ville den være i modstrid med (2), som jo siger, at vinkelaccelerationen er større jo længere væk fra rotationsaksen den tangentielle kraft virker.
Derfor må der i (3) gælde, at ΣFtan-i ikke kun fås ved at summere de ydre tangentielle kræfter op. Mit spørgsmål er derfor: Hvordan kan man umiddelbart se, at de interne tangentielle kræfter i et stift legeme IKKE går ud med hinanden ligesom de interne kræfter ellers generelt gør?
Svar #1
16. august 2012 af chr42 (Slettet)
Vinkelaccelerationen er ikke afhængig af hvor langt væk du er fra rotationsaksen, det er accelerationen, der afhænger af afstanden.
Og jeg forstår ikke helt "Derfor må der i (3) gælde, at ΣFtan-i ikke kun fås ved at summere de ydre tangentielle kræfter op." - ΣFtan-i er netop summen af de tangentielle kræfter, men ikke nødvendigvis ydre.
Jeg forstår ikke helt dit spørgsmål, men forskellen du leder efter er formodentlig rotationen. Hvis der ikke er rotation, kan et stift legeme behandles som en partikel.
Svar #2
16. august 2012 af Mathematica (Slettet)
Ja vinkelaccelerationen er uafhængig. Det er er alpha, det er lidt ligner et a. Det jeg ikke forstår er hvorfor ligning (3) ikke vil virke, når man skal finde den resulterende vinkelacceleration for et stift legeme. Mit eget bud er så, at det gør den faktisk, man kan bare ikke regne med at summen af tangentielle kræfter generelt vil gå ud med hinanden således, at man kun behøves at kigge på de eksterne - for det er netop det som er smart ved ligning (2), som man normalt bruger til at bestemme vinkelaccelerationen.
Svar #3
16. august 2012 af chr42 (Slettet)
Det lyder klogt. Det er i hvert fald lettere at finde de kraftmomenter, der virker en at forsøge at summere tangentiale kræfter hele vejen ud.
Skriv et svar til: Στ=Iα
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
