Центростремительная и центробежная силы

Работы Галилея по динамике были продолжены и развиты знаменитым голландским ученым Гюйгенсом (1629—1695), который создал теорию колебаний физического маятника, введя при этом понятия о центре качаний, о приведенной длине физического маятника и о моменте инерции тела относительно оси. Кроме того, Гюйгенс обобщил введенное Галилеем понятие ускорения на случай криволинейного движения точки и установил понятие о центростремительной и центробежной силах. Ряд его работ относится к теории удара упругих твердых тел. [c.14]

ЦЕНТРОСТРЕМИТЕЛЬНАЯ И ЦЕНТРОБЕЖНАЯ СИЛЫ [c.140]

К этому же периоду относятся работы Галилео Галилея (1564—1642). Он сформулировал принцип относительности классической механики и принцип инерции (хотя и не в общем виде), установил законы свободного падения тел. Галилеем была построена количественная теория движения тяжелого тела по наклонной плоскости и теория движения тела, брошенного под углом к горизонту. Кроме того, Галилей занимался изучением прочности стержней и сопротивлением жидкости движущимся в ней телам. Последователем Галилея в области механики был Христиан Гюйгенс (1629—1695), который сформулировал понятия центростремительной и центробежной сил, исследовал колебания физического маятника, заложил основы теории удара. [c.10]

Центростремительная и центробежная силы. Пусть на материальную точку М (фиг. 231) массы т действует сила Р, [c.280]

Рис. 85. Центростремительная и центробежная силы при движении пара между лопатками.

Так, например, если бы на нашу планету, движущуюся вокруг Солнца, кроме силы притяжения к Солнцу, реально действовала бы и центробежная сила, равная произведению массы Земли на ее центростремительное ускорение и направленная от Солнца, то обе эти силы (сила притяжения и центробежная сила) взаимно уравновесились бы. Тогда согласно принципу инерции Земля продолжала бы удерживаться в состоянии равномерного прямолинейного движения, пока и поскольку приложенные силы не принудили бы ее изменить это состояние. Но с точки зрения классической механики дело обстоит иначе. На движущуюся Землю действует реальная сила притяжения к Солнцу. Центробежная сила инерции на Землю не действует. Земля обладает скоростью, направленной под углом к прямой, соединяющей ее с Солнцем. Сила притяжения к Солнцу сообщает Земле ускорение, направленное по силе. Нормальное ускорение изменяет направление скорости Земли, и Земля описывает эллипс , находясь под действием лишь одной силы притяжения к Солнцу. [c.406]

Центробежная сила инерции равна по абсолютному значению и противоположна по направлению силе, сообщающей телу центростремительное ускорение, т. е. силе гравитационного притяжения Земли (см. 23). Итак, в этой системе отсчета на тело действуют две силы сила тяготения к Земле и центробежная сила инерции. Так как эти силы равны по абсолютному значению и направлены в противоположные стороны, то они уравновешивают друг друга и сила тяжести при этом как бы отсутствует. Поэтому не возникает деформации тела, обусловленной силой тяжести, и тело находится в состоянии невесомости. В этом случае все тела внутри космического корабля и вблизи него движутся по отношению к кораблю так, как если бы на них не действовала ни одна из этих сил. Иначе говоря, в этом случае система отсчета, связанная с кораблем, может в некоторой области считаться инерциальной. В этом и состоит преимущество такой системы отсчета, так как она приводит ко многим упрощениям при рассмотрении движения тел в космическом корабле и вблизи него. [c.99]

Центростремительная сила и центробежная сила. — Нормальная составляющая полной силы, [c.142]

Центростремительная реакция и центробежная сила. [c.12]

Помимо рамного усилия (или, что то же, бокового нажатия гребней колес на рельсы в связи с вилянием), в кривых возникают еще направляющие усилия и центробежные силы. Направляющие усилия действуют, как правило, от первой оси тележки, так как колесо, вступая в кривую, стремится продолжить прямолинейное движение, но рельс, уложенный по кривой, заставляет колесо повернуть. При этом возникают направляющие усилия, действующие как на рельс, так и на колесо. При движении экипажа по кривой возникают центробежные (центростремительные) ускорения и соответствующие им силы. Если возвышение наружного рельса [c.142]

Так как при равномерном вращении центростремительное ускорение постоянно по величине и направлено по радиусу кривошипа к центру тела, то и центробежная сила инерции вращающихся масс будет также постоянна по величине и направлена по радиусу кривошипа от центра вала. При вращении кривошипа центробежная сила инерции будет вращаться вместе с валом, оставаясь все время направленной по радиусу кривошипа от центра вала. [c.101]

При таком положении, когда кривошип составляет с шатуном угол 90" , направление центростремительного ускорения перпендикулярно к оси шатуна. Естественно предположить, что центробежные силы инерции везде перпендикулярны к оси шатуна и по длине его меняются от q = д зкс в точке Л до [c.309]

Приложим мысленно к спутнику центробежную силу инерции Ф , равную тац, и направленную противоположно центростремительному ускорению. По [c.251]

Следовательно, центробежная сила звена направлена по оси Ох, т. е. от оси вращения звена к центру масс, и равна произведению массы звена на центростремительное ускорение центра масс [c.253]

Пример Центробежная сила и центростремительное ускорение в равномерно вращающейся системе отсчета. Хотя ниже мы подробно разберем вращающиеся системы отсчета, целесообразно уже сейчас обсудить один простой и распространенный пример. Рассмотрим материальную точку Р, покоящуюся относительно неинерциальной системы отсчета, так что в этой системе ее ускорение а = 0, Сама же неинерциальная система отсчета равномерно вращается вокруг оси, неподвижной относительно инерциальной системы отсчета. Как было показано в гл. 2, ускорение данной точки относительно инерциальной системы отсчета равно [c.96]

Видоизменив описанный опыт, можно продемонстрировать характерную черту относительного движения тел, находящихся в состоянии невесомости. Когда ра.мка неподвижна, а маятник колеблется, то он проходит через отвесное положение с некоторой скоростью. Если в этот момент освободить рамку, то она начнет падать, а маятник будет продолжать вращаться вокруг оси с той же угловой скоростью, какой он обладает в момент начала падения рамки (рис. 92,6). Правда, в этом случае при падении рамки и вращении маятника штанга, удерживающая тело маятника на окружности, деформирована и сообщает ему центростремительное ускорение (деформировано и тело маятника, действующее на штангу с центробежной силой ). Но движение маятника все же сохраняет ту особенность, которая характерна для движения тел, находящихся в состоянии невесомости движение это происходит так, как если бы сила тяготения отсутствовала. Представим себе, что в момент, когда началось свободное падение рамки и маятника, соединяющая тело маятника с рамкой штанга исчезла так как при этом наступило состояние невесомости, то тело маятника продолжало бы двигаться относительно рамки горизонтально с той начальной скоростью, какую оно имело в момент, когда наступило состояние невесомости (относительно неподвижной системы отсчета тело маятника двигалось бы по параболе). [c.189]

С точки зрения наблюдателя, движущегося вместе с сосудом, на элемент жидкости действуют сила тяжести mg и сила инерции — mj, где/ — тангенциальное y i.o рение маятника (центробежная сила инерции, обусловленная центростремительным ускорением маятника, при малых размерах сосуда везде приблизительно совпадает по направлению с ОА и не играет существенной роли). Ускорение j обусловлено составляющей силы тяжести в направлении движения маятника. Следовательно, [c.515]

Мы придем к тем же выводам, если рассмотрим этот вопрос как задачу об относительном равновесии. Действительно, материальную точку, движущуюся по окружности радиуса а с угловой скоростью п, можно рассматривать как находящуюся в покое относительно осей, вращающихся с той же угловой скоростью. Поэтому активная сила притяжения (центростремительного радиального) k/a и центробежная радиальная сила п а должны находиться в равновесии (т. I, гл. XVI, п. 6), т. е. мы приходим как раз к равенству (7). [c.175]

Решение. На обод, при условии, что собственный вес и влияние спиц не учитывается, действуют лишь силы инерции (центробежные силы), возникающие вследствие наличия центростремительного ускорения (тангенциальное ускорение благодаря равномерности вращения равно нулю). Центробежные [c.48]

Рассмотренная группа задаваемых сил может быть причислена к категории актив н ы х сил. Рассмотрим еще одну категорию задаваемых сил в машинах, которые, однако, не могут быть причислены к активным силам. Мы имеем в виду силы инерции звеньев. Последние представляют собой силы, существование которых обусловлено двумя обстоятельствами фактом наличия у звеньев массы и фактом движения звеньев, сопровождающегося в общем случае ускорениями его отдельных точек и всего звена в целом, так как из теоретической механики известно, что мерой сил инерции является произведение массы на ускорение. В большинстве случаев при движении звеньев машин (за исключением движения поступательного равномерного и прямолинейного) в них возникают силы инерции. Например, даже при простейшем движении звена — равномерном вращении — возникают силы инерции, которые носят название центробежных сил, поскольку точки равномерно вращающегося звена имеют центростремительные ускорения. Эти центробежные силы изображены в виде сил ] на маховике (рис. 1). [c.16]

По характеру движения приложенные к валу силы должны сводиться н центростремительной силе. К валу приложены следующие силы центробежная сила Р, давление масляного слоя и трение масляного слоя. [c.24]

Отделение примесей посредством отстаивания при размерах частиц порядка 10 мкм и меньше требует весьма продолжительного времени, как это было показано ранее. Скорость осаждения можно существенно увеличить в поле центробежных сил. При движении частицы массой m по окружности радиусом г с линейной скоростью v на нее действует центростремительная сила Рц=ти 1г. Скорость осаждения Уо частицы определяется из равенства и силы гидравлического сопротивления fr- Центробежный сепаратор характеризуется таким параметром, как критерий Фруда, оторый показывает отношение центростремительного ускорения к ускорению свободного падения. Для сферической частицы диаметром D, оседаю- [c.135]

Закономерности изменения динамических составляющих осевых сил используемых одноступенчатых гидротрансформаторов с центростремительным, осевым и центробежным турбинными колесами и их абсолютные значения незначительно разнятся между собой в диапазоне г = 0,5-ь 1. Коэффициенты осевых сил насосного колеса больше чем турбинного. [c.57]

Рис. 34. Динамические составляющие осевых сил, действующие в гидротрансформаторах а — С осевым (—0—0—) и центробежным (—X—X—) турбинными колесами в зависимости от передаточного отношения б — с центростремительным турбинным колесом в зависимости от выходного угла лопасти венца лопастей насосного колеса

Декарт предвидел возражение против своей гипотезы центробежная сила нормальна к оси вращения, следовательно, нормальна к ней и центростремительная сила. [c.134]

Подобным же образом может быть выполнен и расчет шатуна АВ, шарнирно-скрепленного в точке А с кривошипом О А, вращающимся вокруг точки О с угловой скоростью (I) (рис. 409). При вращении кривошипа с постоянной угловой скоростью точка А шатуна испытывает только одно центростремительное ускорение, а точка В — только тангенциальное ускорение. Все точки шатуна, расположенные между точками Л и В, имеют и то и другое ускорения. Ограничиваясь здесь учетом сил инерции, возникающих в шатуне в результате одного только центростремительного ускорения, рассмотрим такое положение шатуна, в котором он перпендикулярен к кривошипу, а следовательно, направление центростремительного ускорения в точке А перпендикулярно к оси шатуна. Предположим, что центробежные силы инерции q везде перпендикулярны к оси шатуна и по длине его меняются по линейному закону от q=q в точке А до q=Q в точке [c.495]

Важнейшую роль в обобш,ении установленных положений механики и в формировании понятий силы и массы сыграло сочинение Гюйгенса О центробежной силе (1703). Здесь впервые исследовано движение, происхо-дяш,ее под действием силы, отличающейся от силы тяжести, и сделан еще один шаг после Галилея к открытию связи между силой и ускорением. Сила натяжения нити оказалась пропорциональной ускорению, с которым двигается груз, оторвавшись от нее. Гюйгенс вводит более четкое, чем до него у Бенедетти и Декарта, представление о центростремительной и центробежной силах, относя их к той же категории, что и сила тяжести, то есть еще более обобщая понятие силы. Это позволяет [c.78]

При неравномерном вращении тела эта сила состоит из вращательной силы инерции ФД направленной противоположно вращательному ускорению точки Mi и центробежной силы инерции ФТ, направленной противополож[[о центростремительному ускорению этой точки. Применяя принцип освобождаемостн от связей ( 21), заменяем действие на тело подпятника А и подшипника В реакциями Ra и Rij, разложив их на составляющие Х , Yj, Z , Хц, Уц. [c.289]

Равновесие жидкости реализуется лишь при постоянной угловой скорости вращения со = onst (см. рис. 2.1,в). В этом случае напряжение суммарной массовой силы складывается из напряже-ния силы тяжести (—g) и центробежной силы an=(oV, направлений п ротивоположно центростремительному ускорению (—й), т. е. [c.32]

СИЛЫ. Если самолет будет лететь строго горизонтально, шарик 2 будет занимать положение в центре стеклянной трубки. В прямолинейном полете каждому углу крена самолета соответствует вполне определенное положение шарика, который под действием собственной тяжести будет отклоняться от нейтрального положения. В случае плоского виража на шарик будет действовать, кроме силы тяжести его, еще и центробежная сила, равная произведению массы шарика на центростремительное ускорение Q = anmu [c.477]

Ускорение каждой точки такого тела равно геометрической сумме касательного и нормального (центростремительного) ускорений. В соответствии с этим, решая задачу по принципу Да-ламбера, мы должны к каждой материальной частице вращающегося тела приложить две силы инерции частицы 1) касательную силу инерции, равную по модулю произведению массы частицы на ее касательное ускорение и направленную противоположно этому ускорению, и 2) нормальную силу инерции (центробежную силу), равную по модулю произведению массы частицы на ее нормальное ускорение и направленную противоположно этому ускорению. [c.374]

Приложим мысленно к спутнику центробежную силу инерции Фд>, равную тодг и направленную противоположно центростремительному ускорению. По принципу Д Аламбера, эта сила уравновешивает единственную действующую на спутник силу F. А по аксиоме статики две взаимно уравновешивающиеся силы по величине равны. Следовательно, [c.409]

Наличие центростремительного ускорения приводит к тому, что вес тела не совпадает точно с силой его притяжения к центру Земли, а вертикаль, определяемая по отвесу, несколько отклоняется от земного радиуса. Действительно, рассмотрим неподвижную по отношению к Земле точку массы пг, подвешенную на нити (рис. 10.2). Она находится в относителыном равно-весии под действием трех сил силы притяжения F к Земле, силы реакции Т нити и силы инерции переносного движения, центробежной силы, которая направлена протиъоноложно ускорению апер и равна [c.137]

Угол наклона нижнего конца поворотного шкворня вперёд (ка-стер) (фиг. 110,5) наряду с углом наклона шкворня вбок обеспечивает стабилизацию переднего колеса за счёт плеча /( (фиг. ПО. 5 и в), благода я которому центростремительные силы У, и У2- возникающие при повороте автомобиля под влиянием центробежной силы Р , создают момент стабилизации = = УК), стремящийся повернуть колесо в положение прямолинейного движения. Наличие угла наклона нижнего конца шкворня вперёд тачже вызывает утяжеление рулевого управления. [c.103]

Равновесие парпвогп пузырька, няходятцегося в турбулентном вихре потока жидкости, определяется равенством силы веса пузырька и приложенной к нему центробежной силы, с одной стороны, и силы веса жидкости и центростремительной силы, с другой, т. е. [c.163]

Однако Ньютону не нужно было дожидаться выхода в свет сочинения Гюйгенса для того, чтобы произвести свои собственные расчеты. В приложении к письму Галлею от 14 июля 1686 г. содержится рассуждение, которое Ньютон, как он сам говорит, нашел, разбирая свои старые бумаги. Оно дает основание полагать, что Ньютон уже до 1673 г. мог идти своим путем, независимо от Гюйгенса, и вывести центростремительное ускорение без гюйгенсовского понятия центробежной силы. А именно Ньютон рассматривает многоугольник, вписанный в окружность. Тело, обладающее заданной скоростью, движется по периметру, отражаясь в каждой вершине от окружности. Сила отражения пропорциональна скорости, а сумма сил в данное время будет пропорциональна этой скорости и числу отражений вместе. Переходя к пределу, когда длины сторон многоугольника стремятся к нулю, Ньютон определяет силу, с которой движущееся тело давит на окружность, и равное и направленное в протн- [c.161]

Наиболее целесообразно, однако, использовать не тангенциальную инертность, проявляющуюся в сопротивлении массы изменению скорости по величине, а инертность в радиальном, нормальном направлении, проявляющуюся в сопротивлении массы изменению направления движения. Как мы уже говорили, эту инертность связывают с действием центробежных сил инерции, реально не существующих. На самом деле изменение направления движения массивного тела, обусловленное нормальными ускорениями, вызывается реальной центростремительной силой, действующей в направленпи ускорения (например, сила тяготения Луны к Земле, натяжение пращ1г от камня и т. п.), т. е. к центру вращения. На вращающийся камень в праще действует сила, стремящаяся отклонить его от прямолинейного движения и направления к центру вращения. Если бы действовала центробежная сила, то камень в нраще не стремился бы к центру вращения, а постарался бы уйти как можно дальше от него. Более того, в системе камень—нраща есть только камень и веревка, не передающая, как известно, сжимающих усилий. Откуда же может появиться сила, стремящаяся отдалить камень от центра [c.84]

Парис. 12.10 представлен пневматический редкоударный гайковерт, ведущая часть 4 ударного механизма которого приводится во вра-шение от пневматического ротационного двигателя 5. Ведомая часть (ударник) 3 посажена свободно на валик 7 и может перемещаться по нему в осевом направлении. В нерабочем состоянии ударник, отжимаемый пружиной 2, занимает крайнее правое положение. При включенном двигателе контактирующие с ведомой частью шарики (центробежные грузы) 6 приходят во вращение и за счет возникающих при этом центробежных сил перемещаются цент-робежно в радиальном направлении, отжимая ударник, который кулачками на его торцовой поверхности ударом входит в зацепление с кулачками шпинделя 1. В начале процесса, когда сопротивление вращению шпинделя невелико, деталь резьбового соединения завинчивается без отключения шпинделя от ударника. В конце затяжки, с возрастанием сопротивления вращению, скорость шпинделя и ударника уменьшается, вследствие чего снижаются также окружная скорость центробежных грузов и действующие на них центробежные силы, и грузы перемещаются центростремительно. При этом пружина 2 перемещает ударник вправо, выводя его кулачки из зацепления с кулачками шпинделя. Освободившись от внешней нагрузки, ударник приходит в ускоренное вращение, и процесс ударного включения и отключения кулачкового соединения повторяется. [c.347]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...