Невесомость материальной точки

Динамическая теорема Кориолиса позволяет рассмотреть понятие невесомости.

Невесомость материальной точки – это отсутствие воздействия рассматриваемой материальной точки на каждое из тел с которыми она может соприкасаться.

Рассмотрим это понятие на примере движения лифта с грузом вниз с ускорением (рис. 6).

Рис. 6. Иллюстрация к понятию невесомость

Введем неподвижную Oxy и подвижную O ₁ x ₁ y ₁ (неизменно связанную с движущимся лифтом) системы координат. Если лифт опускается вниз с ускорением , тогда система координат O ₁ x ₁ y ₁ не является инерциальной. Рассмотрим движение груза в лифте относительно подвижной системы O ₁ x ₁ y ₁. Покажем силы, действующие на груз.

Согласно динамической теореме Кориолиса движение груза происходит под действием активных сил и , переносной силы инерции и силы инерции Кориолиса . Применяя уравнение (2.12), получим

,

где – сумма всех заданных сил и реакций,

– сила тяжести груза,

– нормальная реакция лифта,

– переносная сила инерции,

– сила инерции Кориолиса (, так как ),

– относительное ускорение равно нулю, так как груз неподвижен относительно лифта.

Проецируя уравнение на подвижную ось Oy ₁, получим

,

,

.

Произошло уменьшение нормальной реакции на величину переносной силы инерции .

В случае, если , то наступает явление полной невесомости: опора не действует на груз, нормальная реакция равна нулю.

Date: 2015-09-03; view: 504; Нарушение авторских прав