κατά
την κίνηση ΥΛΙΚΟΥ ΣΗΜΕΙΟΥ
κατά
τη μεταφορική κίνηση ενός RIGID
BODY
κατά
την στροφική κίνηση ενός RIGID
BODY
κατά
την κύλιση ενός RIGID
BODY
Εφόσον, σε κάποια χρονική
στιγμή, ασκείται σε ένα ΥΛΙΚΟ ΣΗΜΕΙΟ ολική δύναμη το υλικό σημείο έχει επιτάχυνση με την
κατεύθυνση της ολικής δύναμης και μέτρο ίσο με το πηλίκο της ολικής δύναμης
προς τη μάζα του.
Εάν το υλικό σημείο, κατά τη στιγμή εκείνη ήταν ακίνητο, θα
ξεκινήσει.
Εάν το υλικό σημείο, κατά τη στιγμή εκείνη έχει ταχύτητα, η
ταχύτητά του
α. θα αυξηθεί
εφόσον η ολική δύναμη έχει την κατεύθυνση της ταχύτητας
β. θα ελαττωθεί εφόσον η ολική δύναμη έχει αντίθετη
κατεύθυνση από εκείνη της ταχύτητας
γ. θα αλλάξει κατεύθυνση χωρίς να αυξομειωθεί εφόσον η
ολική δύναμη είναι κάθετη στην ταχύτητά του.
Εφόσον ένα υλικό σημείο έχει επιτάχυνση, η συνισταμένη των
δυνάμεων που ασκούνται σε αυτό έχει την κατεύθυνση της επιτάχυνσης και μέτρο
ίσο με το γινόμενο της μάζας του επί την επιτάχυνσή του.
Στη γλώσσα της
Άλγεβρας (και εφόσον οι
ασκούμενες δυνάμεις είναι ομοεπίπεδες)
ΣFx = ma ΣFy= 0
Οι x είναι άξονας κατά τη διεύθυνση της
επιτάχυνσης και ο y είναι άξονας κάθετος στην επιτάχυνση.
Εφόσον, σε κάποια χρονική στιγμή, η ολική δύναμη που ασκείται σε ένα RIGID BODY
είναι μια δύναμη που περνάει από το κέντρο μάζας , το RIGID BODY έχει
επιτάχυνση
με την κατεύθυνση της ολικής δύναμης και
μέτρο ίσο με το πηλίκο της ολικής δύναμης προς τη μάζα του.
Εάν το RIGID
BODY, κατά τη στιγμή
εκείνη ήταν ακίνητο, θα ξεκινήσει.
Εάν το RIGID
BODY, κατά τη στιγμή
εκείνη εκτελεί μεταφορική κίνηση και έχει ταχύτητα, η ταχύτητά του
α. θα αυξηθεί εφόσον η ολική δύναμη έχει την κατεύθυνση
της ταχύτητας
β. θα ελαττωθεί εφόσον η ολική δύναμη έχει αντίθετη
κατεύθυνση από εκείνη της ταχύτητας
γ. θα αλλάξει κατεύθυνση χωρίς να αυξομειωθεί εφόσον η
ολική δύναμη είναι κάθετη στην ταχύτητά του.
Εφόσον ένα RIGID BODY εκτελεί μεταφορική κίνηση και
έχει επιτάχυνση,
η συνισταμένη των
δυνάμεων που ασκούνται σε αυτό περνάει από το κέντρο μάζας έχει την κατεύθυνση
της επιτάχυνσης και μέτρο ίσο με το γινόμενο της μάζας του επί την
επιτάχυνσή του.
Στη γλώσσα της
Άλγεβρας (και εφόσον οι
ασκούμενες δυνάμεις είναι ομοεπίπεδες)
ΣFx = ma ΣFy =
0 ΣτCM = 0
Οι x είναι άξονας κατά τη διεύθυνση της
επιτάχυνσης και ο y είναι άξονας κάθετος στην επιτάχυνση. Το
σημείο είναι το κέντρο μάζας.
Εφόσον, σε κάποια χρονική στιγμή, οι δυνάμεις που ασκούνται σε ένα RIGID BODY ισοδυναμούν με ζεύγος
δυνάμεων, το RIGID BODY έχει γωνιακή επιτάχυνση -
ως προς άξονα και είναι κάθετο στο επίπεδο των δύο δυνάμεων ο οποίος περνάει
από το κέντρο μάζας - με την κατεύθυνση της ροπής του ζεύγους και μέτρο ίσο
με το πηλίκο της ροπής του ζεύγους προς τη ροπή αδράνειας ως προς αυτόν τον
άξονα. Εάν το RIGID BODY,
κατά τη στιγμή εκείνη, ήταν ακίνητο, θα
ξεκινήσει. Εάν το RIGID BODY,
κατά τη στιγμή εκείνη, εκτελεί στροφική κίνηση περί άξονα με ορισμένη γωνιακή
ταχύτητα, η γωνιακή αυτή ταχύτητα α. θα αυξηθεί εφόσον η ολική ροπή έχει την
κατεύθυνση της γωνιακής ταχύτητας β. θα ελαττωθεί εφόσον η ολική ροπή έχει
αντίθετη κατεύθυνση από εκείνη της γωνιακής ταχύτητας γ. θα αλλάξει κατεύθυνση χωρίς να
αυξομειωθεί εφόσον η ολική ροπή είναι κάθετη στην γωνιακή του ταχύτητά. Εφόσον ένα RIGID BODY
εκτελεί στροφική κίνηση, περί άξονα που περνάει
από το κέντρο μάζας, οι δυνάμεις που ασκούνται σε αυτό
ισοδυναμούν με ζεύγος και η ολική ροπή
ως προς κάποιο σημείο του άξονα περιστροφής έχει την κατεύθυνση της γωνιακής
επιτάχυνσης και μέτρο ίσο με το γινόμενο της ροπής αδράνειας ως προς τον
άξονα περιστροφής επί τη γωνιακή επιτάχυνση. Στη γλώσσα της Άλγεβρας (και εφόσον οι ασκούμενες δυνάμεις είναι ομοεπίπεδες και η )
ΣFx
= 0 ΣFy
= 0 Στcm
= ΙΑαγων
Οι x και y
είναι δύο οποιοιδήποτε μη παράλληλοι άξονες, για ευκολία κάθετοι μεταξύ
τους,. Το Α είναι ένα γεωμετρικό σημείο του άξονα περιστροφής |
Εφόσον ένα κυλινδρικό RIGID BODY εκτελεί κύλιση χωρίς
ολίσθηση,
η κίνησή του
μπορεί να αναλυθεί
σε μία μεταφορική
κίνηση με ταχύτητα ίση με την ταχύτητα του κέντρου
μάζας και με επιτάχυνση ίση με την επιτάχυνση (a) του κέντρου μάζας και
σε μία στροφική
κίνηση με γωνιακή επιτάχυνση (αγων)
περί άξονα που περνάει από το κέντρο
μάζας.
Στη γλώσσα της
Άλγεβρας (και εφόσον οι
ασκούμενες δυνάμεις είναι ομοεπίπεδες)
ΣFx = ma ΣFy=0 Στcm = Ιcmαγων
Οι x είναι άξονας κατά τη διεύθυνση της
επιτάχυνσης και ο y είναι άξονας κάθετος στην επιτάχυνση. Το
σημείο cm
είναι το κέντρο μάζας.
Η γωνιακή επιτάχυνση και η επιτάχυνση του κέντρου μάζας
συνδέονται με τη σχέση
a = αγωνR
Εφόσον,
σε κάποια χρονική στιγμή, η συνισταμένη
των δυνάμεων οι οποίες ασκούνται σε ένα RIGID BODY είναι μία
δύναμη που δεν περνάει από το κέντρο μάζας, μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η δύναμη
αυτή ισοδυναμεί
με
μία δύναμη παράλληλη προς αυτή που περνάει από το κέντρο μάζας και με ένα
ζεύγος
Εφόσον
το RIGID BODY
είναι κατά τη στιγμή εκείνη είναι ακίνητο η κίνηση που θα ακολουθήσει θα μπορεί
να αναλυθεί
σε
μία μεταφορική κίνηση ( η επιτάχυνση της οποίας θα καθορίζεται από την
δύναμη που ασκείται στο κέντρο μάζας και από τη μάζα του σώματος ) και
σε
μία στροφική κίνηση - περί άξονα που
περνάει από το κέντρο μάζας – η γωνιακή επιτάχυνση
της οποίας καθορίζεται από τη ροπή του ζεύγους και από τη ροπή αδράνειας ως
προς τον άξονα περιστροφής
ΣΩΜΑ
|
ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ
|
Ανεξάρτητες
αλγεβρικές εξισώσεις |
ΥΛΙΚΟ
ΣΗΜΕΙΟ |
Ισορροπία |
ΣFx
= 0 ΣFy=
0 |
ΥΛΙΚΟ
ΣΗΜΕΙΟ |
Ευθύγραμμη
ομαλή κίνηση |
ΣFx
= 0 ΣFy=
0 |
ΥΛΙΚΟ
ΣΗΜΕΙΟ |
Κίνηση
με επιτάχυνση |
ΣFx = ma ΣFy= 0 |
RIGID BODY |
Ισορροπία |
ΣFx
= 0 ΣFy=
0 ΣτΑ = 0 |
RIGID BODY |
Μεταφορική
κίνηση με σταθερή ταχύτητα |
ΣFx
= 0 ΣFy=
0 ΣτΑ = 0 |
RIGID BODY |
Στροφική
κίνηση με σταθερή γωνιακή ταχύτητα |
ΣFx
= 0 ΣFy=
0 ΣτΑ = 0 |
RIGID BODY |
Μεταφορική
κίνηση |
ΣFx = ma ΣFy= 0 ΣτΑ = 0 |
RIGID BODY |
Στροφική
κίνηση |
ΣFx
= 0 ΣFy=
0 ΣτΑ= ΙAαγων |
RIGID BODY |
Κύλιση
χωρίς ολίσθηση |
ΣFx
= macm
ΣFy=
0 ΣτΑ= Ιcmαγων |