катушка(физика)

magnus-crank

Точнее так, я понимаю, что здесь действует что-то вроде эффекта гироскопа - момент возникает относительно точки, которая постоянно смещается, из-за чего вращательное движение возникает, а поступательное поперек силы тяжести нет. Движение поперек может возникнуть только при неидеальности системы.

Anik · Сообщение **Anik** » 16 окт 2015, 09:24

w.wrobel писал(а):Source of the post
$ $<img src="http://fx.ifz.ru/tex2.php?d=120&i=%24%24m%5Cddot%20z%3DT-mg%2C%5Cquad%20J%5Cddot%5Cpsi%3D-%20rT%2C%5Cquad%20r%5Cdot%5Cpsi%3D%5Cdot%20z%2C%5Cquad%20T%5Cge%200%24%24" alt="$$m\ddot z=T-mg,\quad J\ddot\psi=- rT,\quad r\dot\psi=\dot z,\quad T\ge 0$$" title="$$m\ddot z=T-mg,\quad J\ddot\psi=- rT,\quad r\dot\psi=\dot z,\quad T\ge 0$$" align="middle" style="border: 0; vertical-align: middle">$ $

magnus-crank писал(а):Source of the post Точнее так, я понимаю, что здесь действует что-то вроде эффекта гироскопа

Никакого гироскопа. Посмотрите на рисунок. Вращающий момент создают пара равных по модулю и противоположно направленных сил: Это сила натяжения троса $\mathbf T$ которая действует на катушку вверх, и вес катушки $\mathbf P=m(\mathbf g-\mathbf a)$ , эта сила направлена вниз. (Принято считать, что вес приложен к опоре, но я в это не верю. Вес приложен к катушке, а уже катушка этой силой действует на опору.) Эти силы действуют по вертикали.
Момент силы $\mathbf M=m(\mathbf g-\mathbf a)\cdot R$ уравновешивается инерционным моментом от ускоренного вращения катушки. $\mathbf M_i=-\vec\epsilon J$ , где $\vec\epsilon$ - угловое ускорение катушки. А это сумма моментов сил. В данном случае мы имеем динамическое равновесие моментов сил, при ускоренном вращении катушки. (Метод кинетостатики).

magnus-crank

Anik писал(а):Source of the post Никакого гироскопа.

Я же написал - "вроде".
У гироскопа через полоборота момент, поворачивающий ось, компенсируется, из-за того, что точка, на которую оказано воздействие, смещается.
В данной задаче, чтобы понять смысл, можно воспользоваться принципом балки:
Есть сила тяжести, действующая на центр катушки и сила рекции опоры (нити), действующая на край. Обе создают момент вращения. Если момент, создаваемый опорой, отвечает за вращение катушки, то момент, создаваемый силой тяжести, компенсируется постоянным повотором катушки и сменой точки опоры, из-за чего плечо момента всегда перепендикулярно силе тяжести и направлению нити.
То есть мне всегда приятнее понять "физический смысл" процесса, чем бы он не являлся. А формулы дело второе.

Anik · Сообщение **Anik** » 16 окт 2015, 16:02

magnus-crank писал(а):Source of the post Если момент, создаваемый опорой, отвечает за вращение катушки, то момент, создаваемый силой тяжести, компенсируется постоянным повотором катушки и сменой точки опоры, из-за чего плечо момента всегда перепендикулярно силе тяжести и направлению нити.

Вот из этого вашего умозаключения складывается впечатление что вы не знаете механики. Во-первых: момент силы создаётся парой сил, равных по модулю и противоположно направленных. А у вас получается, что опора создаёт один момент сил, а сила тяжести - другой.
Во-вторых: момент силы не может "компенсироваться постоянным поворотом катушки". Момент силы может компенсироваться только другим моментом силы, равным по величине и противоположно направленным. Это при статическом равновесии, при этом тело не вращается, т.к. сумма моментов сил равна нулю. Если применить метод кинетостатики, (очень не модный у физиков), то вращающему моменту силы противодействует равный по величине и противоположно направленный инерционный момент сил. Это динамическое равновесие моментов сил, при котором катушка не находится в равновесии, а ускоренно вращается. Но это если ось вращения не вращается. Если ось вращения поворачивается, то всё гораздо сложнее.

magnus-crank

Anik писал(а):Source of the post Вот из этого вашего умозаключения складывается впечатление что вы не знаете механики.

Не претендую.

Anik писал(а):Source of the post Во-первых: момент силы создаётся парой сил, равных по модулю и противоположно направленных. А у вас получается, что опора создаёт один момент сил, а сила тяжести - другой.

Всегда на термехе рассматривали момент _каждой_ силы. Эти моменты как раз давали дополнительные условия (уравнения), определяющие в итоге реакцию каждой опоры.
Но это в статике, с динамикой у меня плохо. Но в данном случае я вижу, что сила тяжести не поворачивает мою "балку", потому что точка опоры "падает" вместе с "балкой".
И я ни на чем не настаиваю. Я просто описал то, как лично я понимаю задачу (и без zykov и писать не стал бы). И вижу, например, из данного представления, какие отклонения от идеальности должны нарушать вертикальность в даном случае - все, что помешает сохраниться горизонтальности плеча момента силы тяжести. Например, залипание нити, отклонения образующей катушки от окружности, расположение центра масс вне геометрической оси.

w.wrobel · Сообщение **w.wrobel** » 16 окт 2015, 19:26

Вся эта кинетостатика, пары сил, скользящие векторы -- все это архаика, которая только затемнят изложение предмета.

Anik · Сообщение **Anik** » 17 окт 2015, 05:04

w.wrobel писал(а):Source of the post Вся эта кинетостатика, пары сил, скользящие векторы -- все это архаика,

Да и вообще, векторы это архаика. Эти векторы только затемняют физику!

yourdomain.com