Консультация № 181906
16.01.2011, 23:43
0.00 руб.
0 2 2
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

Четыре точечных тела массой по 4 г каждое жестко закреплены в вершинах квадрата со стороной 10 см. Определить момент инерции этой системы относительно оси проходящей сквозь две противоположные вершины.

Обсуждение

давно
Академик
324866
619
17.01.2011, 05:21
общий
это ответ
Здравствуйте, Евгения!
Так как все четыре тела являются материальными точками, то можем считать момент инерции по формуле:
J=m*R2,
где m - масса тела, R - расстояние до оси.
Так как ось проходит через две противоположные вершины (если я правильно понимаю) она совпадает с диагональю квадрата. Так же для решения необходимо уточнить, что массой "сцепки" (способ жесткого закрепления тел в вершинах квадрата) можем пренебречь.
Тогда искомы момент инерции будет равен сумме моментов инерции каждого тела:
J=J1+J2+J3+J4
J1 и J3 - равны нулю, так как в нашем случае ось проходит через эти две вершины (в которых находятся наши два тела).
Остается найти только расстояния от вершины квадрата до его диагонали. Воспользуемся теоремой Пифагора:
L2=a2+a2=2a2
L=a*[$8730$]2, где a - длина стороны квадрата, L - длина диагонали.
Тогда искомое расстояние от тела до оси будет равно:
R=a*[$8730$](2)/2
Тогда окончательно будем иметь:
J=m*a2/2+m*a2/2=m*a2
Вычислим искомую величину:
J=4*10-3*0.12=4*10-5 (кг*м2)
Если я все правильно понял, то как-то так. Будут вопросы обращайтесь в минифорум.
Удачи
5
Спасибо!!!
давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
17.01.2011, 09:29
общий
это ответ
Здравствуйте, Евгения!

Помимо способа, предложенного в предыдущем ответе, можно воспользоваться теоремой Гюйгенса-Штейнера. Момент инерции материальной точки относительно оси, проходящей через эту точку, равен нулю. Поэтому моменты инерции двух точечных тел равны нулю (например, I1 = I3 = 0), а моменты инерции двух других точечных тел равны произведениям масс на квадраты расстояний до оси вращения (например, I2 = I4 = mL2), то есть
I = I1 + I2 + I3 + I4 = 0 + mL2 + 0 + mL2 = 2mL2 = ma2 = 4 [$149$] 10-3 [$149$] (1 [$149$] 10-1)2 = 4 [$149$] 10-5 (кг [$149$] м2).

С уважением.
5
Спасибо!!!
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа