Kako se odreduje Moment Inercije tijela preko integrala......????

  • 4 odgovora
  • 8.704 pregleda
Re: Kako se odreduje Moment Inercije tijela preko integrala......???? 09.10.2010. u 16:29 · pre 195 meseci #4
Opšti izraz za komponente tenzora inercije tela gustine \rho(\vec{r}) je

I_{ij}=\int_V \rho(\vec{r})(r^2\delta_{ij}-r_i r_j)dV

Kada umesto tela, posmatraš površ sa površinskom gustion \sigma(\vec{r}) izraz očigledno postaje

I_{ij}=\int_S \sigma(\vec{r})(r^2\delta_{ij}-r_i r_j)dS

Ako imate nekih pitanja za konkretne primere, postavite ih ovde pa ću odgovoriti kada budem imao vremena.
Potpis
#define TRUE FALSE /*Happy debugging suckers*/
Re: Kako se odreduje Moment Inercije tijela preko integrala......???? 15.10.2010. u 13:34 · pre 195 meseci #5
Malo da razjasnim ovu pricu! Veza izmedju linijske i ugaone brzine je data relacijom

\vec{\upsilon}=\vec{\omega}\times\vec{r}

dT=\frac{1}{2}dm\vec{\upsilon}^2(\vec{r})

gde je

dm=dV\rho(\vec{r})

\rho=\rho(\vec{r}) - gustina tela

Telo nije homogeno!

dT=\frac{1}{2}dV\rho(\vec{r})\vec{\upsilon}^2



dT=\frac{1}{2}dV\rho(\vec{r})(\vec{\omega}\times\vec{r})^2

T=\frac{1}{2}\int dV\rho(\vec{r})(\vec{\omega}\times\vec{r})^2

(\vec{\omega}\times\vec{r})^2=(\vec{\omega}\times\vec{r})\cdot (\vec{\omega}\times\vec{r})=\vec{\omega}\cdot[\vec{r}\times(\vec{\omega}\times\vec{r})]

U poslednjem koraku iskoriscena je osobina mesovitog proizvoda - invarijantnost u odnosu na ciklicne permutacije! Za izraz u zagradi upotrebimo dvostruki vektorski proizvod

\vec{A}\times(\vec{B}\times\vec{C})=\vec{B}(\vec{A}\cdot\vec{C})-\vec{C}(\vec{A}\cdot\vec{B})

Odatle je


\vec{r}\times(\vec{\omega}\times\vec{r})=\vec{\omega}(\vec{r}\cdot\vec{r})-\vec{r}(\vec{\omega}\cdot\vec{r})=r^2\vec{\omega}-\vec{r}(\vec{\omega}\cdot\vec{r})

pa je

(\vec{\omega}\times\vec{r})^2=\vec{\omega}\cdot[r^2\vec{\omega}-\vec{r}(\vec{\omega}\cdot\vec{r})]=\omega^2r^2-(\vec{\omega}\cdot\vec{r})^2

\upsilon^2=\omega^2r^2-(\vec{\omega}\cdot\vec{r})^2=(\omega_x^2+\omega_y^2+\omega_z^2)(x^2+y^2+z^2)-(\omega_xx+\omega_yy+\omega_zz)^2

Kada se ovo izmnozi kvadrira i sredi (neki clanovi ce se potirati) dobija se:

\upsilon^2=\omega_x^2(y^2+z^2)+\omega_y^2(x^2+z^2)+\omega_z^2(x^2+y^2)-2\omega_x\omega_yxy-2\omega_x\omega_zxz-2\omega_y\omega_zyz

Odatle imamo:

T=\frac{1}{2}\{\omega_x^2\int dV\rho(\vec{r})(y^2+z^2)+\omega_y^2\int dV\rho(\vec{r})(x^2+z^2)+\omega_z^2\int dV\rho(\vec{r})(x^2+y^2)+\omega_x\omega_y(-\int dV\rho(\vec{r})xy)+\omega_x\omega_z(-\int dV\rho(\vec{r})xz)+\omega_y\omega_y(-\int dV\rho(\vec{r})yz)+\omega_y\omega_x(-\int dV\rho(\vec{r})yx)+\omega_z\omega_x(-\int dV\rho(\vec{r})zx)+\omega_z\omega_y(-\int dV\rho(\vec{r})zy)\}

I sad uvedemo komponente tenzora momenta inercije

I_{xx}=\int dV\rho(\vec{r})(y^2+z^2)

I_{yy}=\int dV\rho(\vec{r})(x^2+z^2)

I_{zz}=\int dV\rho(\vec{r})(x^2+y^2)

odnosno

I_{ii}=\int dV\rho(\vec{r})(r^2-x_i^2)

I_{ij}=I_{ji}=-\int dV\rho(\vec{r})x_ix_j




Potpis
http://www.svijetfizike.com/
Prijavite se da biste odgovorili u ovoj temi.PrijavaRegistracija

Premeštanje teme