Механика твёрдого тела

Если теперь палочку, вращающуюся вокруг свободной оси, освободить от внешних связей (аккуратно снять верхний конец нити с крючка шпинделя), то положение оси вращения в пространстве в течение не которого времени сохраняется.Рисунок 4 Ось свободного вращенияСвойство свободных осей сохранять свое положение в пространстве широко применяется в технике. Наиболее интересны в этом плане гироскопы — массивные симметричные однородные тела, вращающиеся с большой угловой скоростью около своей оси симметрии, являющейся свободной осью. Ось симметрии совпадает с одной из главных осей инерции гироскопа, следовательно, момент импульса гироскопа по направлению совпадает с его осью вращения. Чтобы изменить направление в пространстве оси гироскопа, необходимо воздействие внешних сил. При этом можно наблюдать явление, получившее название гироскопического эффекта. Если ось гироскопа закреплена подшипниками, то вследствие гироскопического эффекта возникают так называемые гироскопические силы, действующие на опоры, в которых вращается ось гироскопа. Их действие необходимо учитывать при конструировании устройств, содержащих быстровращающиеся массивные составные части. Гироскопические силы имеют смысл только во вращающейся системе отсчета и являются частным случаем кориолисовой силы инерции. Гироскопы применяются в различных гироскопических навигационных приборах (гирокомпас, гирогоризонт и т. д.). Другое важное применение гироскопов — поддержание заданного направления движения транспортных средств, например судна (авторулевой) и самолета (автопилот) и т. д. При всяком отклонении от курса вследствие каких-то воздействий (волны, порыва ветра и т.д.) положение оси гироскопа в пространстве сохраняется. Следовательно, ось гироскопа вместе с рамами карданов подвеса поворачивается относительно движущегося устройства. Поворот рам карданов подвеса с помощью определенных приспособлений включает рули управления, которые возвращают движение к заданному курсу[3].Гироскоп со свободными осями выделяется наличием двух основных свойствам: Если ось вращения ориентировать на звезду, то при любых случайных толчках она будет продолжать указывать на то же направление, меняя свою ориентацию относительно других осей. При воздействии силы, стремящейся изменить положение оси, она отклоняется в перпендикулярном направлении действию силы, при этом наблюдается явление - вращение с постоянной угловой скоростью – прецессия.ВЫВОДЫПлоское движение твердого тела модно определить суммой двух движений – поступательного с постоянной скоростью и вращательного с угловой скоростью.Для получения характеристики движения всего тела достаточно определить движение одной из точек.Вращательное движение можно описать двумя физическими величинами – положением в пространстве оси вращения и угловой скоростью тела в определенный момент времени.Чтобы охарактеризовать вращательное движение, необходимытакие физические величины, как момент силы и момент инерции. При изучении законов вращательного и поступательного движений легко заметить аналогию между ними.Тело может оставаться в состоянии покоя в том случае, если не причин приводящих к возникновению поступательного движения или вращения. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ И ИСТОЧНИКОВВолькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики, СПб.:«Специальная литература», 1999, 328 с.Красильников О.М. Физика. Методическое руководство по обработке результатов наблюдений. М.: МИСиС, 2002, 29 с.Трофимова Т.И. Курс физики, М.: Высшая школа, 1998, 478 с.Савельев И.В. Курс общей физики, томI. Механика, колебания и волны, молекулярная физика: Изд. «Наука», М.,1970 г.Источник: http://refleader.ru/yfsqaspolqas.html