Виведення формули кінетичної енергія обертального руху твердого тіла
Кінетична енергія тіла, що рухається довільним чином, дорівнює сумі кінетичних енергій всіх n матеріальних точок на які це тіло можна розбити:
Якщо тіло обертається навколо нерухомої осі з кутовою швидкістю ω, то лінійна швидкість i-ої точки дорівнює , де, - відстань від цієї точки до осі обертання. Отже.
де J- момент інерції тіла відносно осі обертання.
*У загальному випадку рух твердого тіла можна представити у вигляді суми двох рухів - поступального зі швидкістю, що дорівнює швидкості центру інерції тіла , і обертання з кутовою швидкістю ω навколо миттєвої осі, що проходить через центр інерції. При цьому вираз для кінетичної енергії тіла перетвориться до виду
де - момент інерції тіла відносно миттєвої осі обертання, що проходить через центр інерції.
Робота моменту сили А (ф.в.)
1. Механічна робота моменту сили - це характеристика зміни стану тіла що здійснює обертання.
2. Визначення. Робота моменту сили - це фізична величина, яка дорівнює інтегралу по кутовому переміщенню від моменту сили, що діє на тіло яке здійснює обертання.
3. Робота моменту сили - це скалярна величина.
4. . Якщо , то .
[А]=Н·м=Дж (Джоуль).
Потужність моменту сили Р (ф.в.)
1. Потужність моменту сили характеризує швидкість виконання роботи.
2. Визначення. Потужність - це фізична величина, яка чисельно дорівнює добутку кутової швидкості на момент сили, що діє на тіло яке здійснює обертання.
3. Потужність - це скалярна величина.
4. , де М - момент сили, що діє на тіло яке здійснює обертання, ω - кутова швидкість тіла.