4457

Геометрические характеристики координатных осей

Реферат

Математика и математический анализ

Геометрические характеристики координатных осей. Главные оси и главные моменты инерции При повороте осей координат центробежный момент инерции меняет знак, а следовательно, существует такое положение осей, при котором центробежный момент равен нулю....

Русский

2012-11-20

46 KB

8 чел.

Геометрические характеристики координатных осей.

Главные оси и главные моменты инерции

При повороте осей координат центробежный момент инерции меняет знак, а следовательно, существует такое положение осей, при котором центробежный момент равен нулю.

Оси, относительно которых центробежный момент инерции сечения обращается в нуль, называются главными осями, а главные оси, проходящие через центр тяжести сечения - главными центральными осями инерции сечения.

Моменты инерции относительно главных осей инерции сечения называются главными моментами инерции сечения и обозначаются через I1 и I2 причем I1>I2. Обычно, говоря о главных моментах, подразумевают осевые моменты инерции относительно главных центральных осей инерции.

Предположим, что оси u и v главные. Тогда

.

Отсюда

.

(6.32)

Уравнение (6.32) определяет положение главных осей инерции сечения в данной точке относительно исходных осей координат. При повороте осей координат изменяются также и осевые момента инерции. Найдем положение осей, относительно которых осевые моменты инерции достигают экстремальных значений. Для этого возьмем первую производную от Iu по α и приравняем ее нулю:

,

отсюда

.

К тому же результату приводит и условие dIv /dα. Сравнивая последнее выражение с формулой (6.32), приходим к заключению, что главные оси инерции являются осями, относительно которых осевые моменты инерции сечения достигают экстремальных значений.

Для упрощения вычисления главных моментов инерции формулы (6.29) - (6.31) преобразовывают, исключая из них с помощью соотношения (6.32) тригонометрические функции:

.

(6.33)

Знак плюс перед радикалом соответствует большему I1, а знак минус - меньшему I2 из моментов инерции сечения.

Укажем на одно важное свойство сечений, у которых осевые моменты инерции относительно главных осей одинаковы. Предположим, что оси y и z главные (Iyz=0), а Iy=Iz. Тогда согласно равенствам (6.29) - (6.31) при любом угле поворота осей α центробежный момент инерции Iuv=0, а осевые Iu=Iv.

Итак, если моменты инерции сечения относительно главных осей одинаковы, то все оси, проходящие через ту же точку сечения, являются главными и осевые моменты инерции относительно всех этих осей одинаковы: Iu=Iv=Iy=Iz. Этим свойством обладают, например, квадратные, круглые, кольцевые сечения.

Формула (6.33) аналогична формулам (3.25) для главных напряжений. Следовательно, и главные моменты инерции можно определять графическим способом методом Мора.

Изменение моментов инерции при повороте осей координат

Предположим, что задана система осей координат и известны моменты инерции Iz, Iy и Izy фигуры относительно этих осей. Повернем оси координат на некоторый угол α против часовой стрелки и определим моменты инерции той же фигуры относительно новых осей координат u и v.

Рис. 6.8.

Из рис. 6.8 следует, что координаты какой-либо точки в обеих системах координат связаны между собой соотношениями

Момент инерции

.

Следовательно,

.

(6.29)

.

(6.30)

Центробежный момент инерции

.

(6.31)

Из полученных уравнений видно, что

,

т. е. сумма осевых моментов инерции при повороте осей координат остается величиной постоянной. Поэтому, если относительно какой-либо оси момент инерции достигает максимума, то относительно перпендикулярной ей оси он имеет минимальное значение.

Список литературы:

Наумова Ж.Л. Начертательная геометрия.: Учебное пособие для самостоятельной работы – Хабаровск: Изд-во Хабар. , 2003

Кузнецов Н.С. Начертательная геометрия. М. "Высшая школа",1969


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

52811. Розквіт та занепад Давньоєгипетської держави 97.5 KB
  Мета: Сформувати уявлення про передумови перетворення Єгипту в могутню державу; з'ясувати напрямки та наслідки військових походів фараонів; охарактеризувати релігійну реформу; розвивати вміння використовувати історичну карту та висловлювати думку щодо причин занепаду держави. Актуалізація опорних знань учнів Пригадайте коли утворилась Давньоєгипетська держава Хто очолював державу Якою була влада фараона ІІ. до нашої ери фараони дуже багато воювали. Але проводячи військові походи фараони втратили контроль над номархами...
52813. Польща. Білорусь. Особливості ЕГП та господарства 141 KB
  Сформувати в учнів загальні уявлення про особливості ЕГП природноресурсного потенціалу господарства країни; виявити географічну та економічну специфіку Польщі та Білорусі. Розвивати вміння учнів складати порівняльну економіко географічну характеристику країн за планом. Актуалізація опорних знань Прийом Блицопитування На які історико географічні регіони поділяється Європа З якими країнами Західної Європи ви вже ознайомлені Який рівень...
52814. ЕЛЕМЕНТИ ЕЙДЕТИКИ НА УРОКАХ УКРАЇНСЬКОЇ ЛІТЕРАТУРИ 53.5 KB
  Вивчення теорії літератури на уроках української літератури починається вже з пятого класу. Але вчитель повинен зробити все для того щоб знання з теорії літератури стали інструментом для розуміння та аналізу того чи іншого твору. Мабуть перед кожним постають питання: Як пояснити поняття з теорії літератури доступно й зрозуміло Як спонукати глибоко розуміти їх застосовувати на практиці Як актуалізувати раніше набуті знання Пропоную Вашій увазі метод запамятовування окремих термінів та понять на пальцях який використовую...
52815. Einkaufen. Wir gehen in den Supermarkt 60 KB
  Liebe Kinder, ich freue mich euch gesund und lustig zu sehen. Wie geht es euch? Sind alle Kinder da? Gibt es etwas Neues? Gibt es etwas Interessantes? (Die Schüler beantworten die Fragen des Lehrers)
52816. Екологічні проблеми, які стосуються мене 95.5 KB
  Мета проекту: Стимулювати інтерес в учнів до проблеми екології оволодівати певною сумою знань стосовно того що майбутнє нашої планети в наших руках про необхідність дбайливого ставлення до природи про взаємозвязки між діяльністю людини і життям природи;виховувати почуття відповідальності за те що відбувається в природі підвищувати екологічну культуру. І ЕТАП Урок Я і Україна ТЕМА: Охорона природи. Узагальнити знання учнів про те що обовязок кожної людини охорона рідної природи. До чого закликає нас матінкаприрода Ми з вами...
52817. Екологічний практикум. Урок математики в 6 класі 49.5 KB
  60 кг макулатури рятує одно дерево 30 кг макулатури рятує 1 га лісу 1 т макулатури економить 1000 кВт ч електроенергії 1 т макулатури економить 200 м3 води 1т макулатури економить дає 2500 учнівських зошитів. Використання макулатури для виробу паперу на 75 зменшує забруднення повітря та дозволяє зекономити до 40 води Не викидай папір який ви використовували збирайте його та здавайте макулатуру V. Скільки дерев зберегли учні Скільки учнівських зошитів можна виготувати із цієї макулатури Скільки води та електроенергії буде з...
52818. Экологический праздник: Звери, птицы, лес и я - вместе дружная семья! 75.5 KB
  Все ребята молодцы Инсценировка Аринка Солнечный лучик. Аринка. Ну это надо Ни здравствуй не сказала ни разрешения не спросила а уж прямо на голову сесть собирается Ну и молодежь пошла А еще Аринкой Солнечный лучик прозывается Аринка удивленно. Ктокто Это я старый заслуженный пень ветеран леса Аринка.
52819. Екологічне виховання учнів 1.27 MB
  Вчителі початкових класів при викладанні предметів застосовують такі методи та методичні прийоми як: екологічне моделювання та прогнозування екологічні ігри розвязування екологічних задач. Ігрові форми діяльності: конкурси турніри аукціони на знання певної теми повязаної з природою вікторини пізнавальні та рольові ігри екологічні свята пізнавальні екскурсії з іграми забезпечують практичну діяльність учнів початкових класів і орієнтовані на вирішення реальних місцевих екологічних проблем. Протягом 5 років постійно з варіативу до...