Apa itu Poros sempurna? — Fisika

Definisi 1.11 Fisika Universitas — Tahun 2 · Bab 1 — Mekanika Benda Tegar

Sebuah benda tegar berputar terhadap sumbu tetap $\Delta$ dalam poros sempurna (bantalan ideal) apabila gaya sentuh bantalannya bermomen nol terhadap $\Delta$ ; gaya-gaya itu lalu tidak berdaya ( $\vect v_A = \vect 0$ pada sumbunya, $\mathcal M_\Delta = 0$ ). Bantalan nyata menambahkan momen gesek $-\Gamma_f\operatorname{sgn}\omega$ , atau momen kental $-h\omega$ .

Kiri: bandul fisis — momen berat terhadap porosnya menggerakkan rotasinya, gaya porosnya tidak bermomen. Kanan: gaya-gaya pada roda yang menggelinding di atas lantai mendatar: berat, reaksi normal N dan gesekan tangensial T di titik sentuhnya, yang besarnya dibatasi oleh hukum Coulomb. — Kiri: bandul fisis — momen berat terhadap porosnya menggerakkan rotasinya, gaya porosnya tidak bermomen. Kanan: gaya-gaya pada roda yang menggelinding di atas lantai mendatar: berat, reaksi normal $\vect N$ dan gesekan tangensial $\vect T$ di titik sentuhnya, yang besarnya dibatasi oleh hukum Coulomb.

Contoh

Contoh 1.13 (Penggaris satu meter)

Penggaris satu meter yang berporos di salah satu ujungnya: $J = \tfrac13M\ell^2$ (Huygens dari $\tfrac1{12}M\ell^2$ ), $d = \ell/2$ , $\ell_{\text{ek}} = \tfrac23\ell = 0.667\,\mathrm{m}$ dan $T = 1.64\,\mathrm{s}$ — bandul sepanjang penggaris utuh berayun lebih lambat daripada massa titik yang digantung di tengahnya ( $1.42\,\mathrm{s}$ ) dan lebih cepat daripada yang di ujungnya ( $2.0\,\mathrm{s}$ ).

Contoh 1.9 (Sebuah roda gila)

Cakram baja $50\,\mathrm{kg}$ berjari-jari $30\,\mathrm{cm}$ : $J = \tfrac12 \times 50 \times 0.09 = 2.25\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{2}$ ; pada $3000\,\mathrm{rpm}$ ( $\omega = 314\,\mathrm{rad}/\mathrm{s}$ ) ia menyimpan $\tfrac12J\omega^2 = 111\,\mathrm{kJ}$ , energi kinetik sebuah mobil kecil pada $50\,\mathrm{km}/\mathrm{h}$ . Roda gila penyimpan energi memutar rotor serat karbon pada $50\,000\,\mathrm{rpm}$ dalam hampa di atas bantalan magnetik: energinya tumbuh sebagai $\omega^2$ , batasnya adalah kekuatan tarik peleknya.

Baca dalam konteks →

Contoh

Istilah terkait