Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Ruch prostoliniowy, po okręgu, krzywoliniowy. rzuty. Praca, energia i moc. Zasady zachowania.
Awatar użytkownika
Vermax
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 92
Rejestracja: 17 mar 2007, o 12:39
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Polska
Podziękował: 25 razy
Pomógł: 5 razy

Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Post autor: Vermax »

Wymyśliłem coś takiego,ale nie wychodzi poprawnie.
\(\displaystyle{ dm= \rho dV => dm=\frac{4}{3} \pi r^{3} \rho dr}\)
\(\displaystyle{ I=\int_{-R}^{R} r^{2}dm}\)
\(\displaystyle{ I= \frac{4}{3} \pi \rho t_{-R}^{R} r^{5} dr}\)
\(\displaystyle{ I= \frac{4 \pi \rho}{18}r^{6} |_{-R}^{R}}\)
\(\displaystyle{ I=\frac{\frac{4}{3} \pi \rho}{6}{((-R)^{6}-R^{6})}}\)
\(\displaystyle{ I=\frac{4 \pi \rho ((-R)^{3}-R^{3})((-R)^{3}+R^{3}) }{18}}\)
Ostatnio zmieniony 23 mar 2007, o 21:47 przez Vermax, łącznie zmieniany 2 razy.
Awatar użytkownika
PawelJan
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 971
Rejestracja: 18 sie 2005, o 12:11
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Oleszyce/Kraków
Pomógł: 209 razy

Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Post autor: PawelJan »

Pierwsza linijka. Po prawej powinno być r w kwadracie, nie w sześcianie.

W drugiej linijce pod całką ma być r w kwadracie, ale to jak widzę po następnej linijce wiesz.

Poza tym nawet w tym, co napisałeś, minus nie powstanie
Awatar użytkownika
Vermax
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 92
Rejestracja: 17 mar 2007, o 12:39
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Polska
Podziękował: 25 razy
Pomógł: 5 razy

Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Post autor: Vermax »

Objętość jako pole powierzchni?
tak to r zaraz zmienię.Napisze zaraz bardziej szczegółowo jak to wyliczyłem,mógłbyś sprawdzić?
I jak dalej?
luka52
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 8601
Rejestracja: 1 maja 2006, o 20:54
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 47 razy
Pomógł: 1816 razy

Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Post autor: luka52 »

Polecam przejrzeć
Oraz ... phere.html
Awatar użytkownika
PawelJan
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 971
Rejestracja: 18 sie 2005, o 12:11
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Oleszyce/Kraków
Pomógł: 209 razy

Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Post autor: PawelJan »

Ludzie kochani, co ja wypisuję...

Osią obrotu jest dowolna średnica, więc odległość danego dm od osi obrotu to nie jest r! Wprowadzając wygodne współrzędne biegunowe i oznaczając odległość od osi z (tą, która będzie pod całką w definicji momentu bezwładności) jako a otrzymamy:
\(\displaystyle{ dV=r^2cos\theta dr d\phi d\theta \\ dm=\rho dV=\rho r^2cos\theta dr d\phi d\theta \\ I=\int_Ma^2dm = \iiint_V\rho a^2dV \\ a=rcos \theta \\ I=\iiint(rcos \theta)^2\rho r^2cos\theta dr d\phi d\theta = \rho t_0^{2\pi}d \phi\int_{- \pi/2}^{\pi/2}cos^3 \theta d \theta t_0^R r^4dr=\rho 2\pi \frac{4}{3}\cdot \frac{R^5}{5}=\frac{2}{5}MR^2}\)
Awatar użytkownika
Vermax
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 92
Rejestracja: 17 mar 2007, o 12:39
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Polska
Podziękował: 25 razy
Pomógł: 5 razy

Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Post autor: Vermax »

Tak,dzięki szukałem tego tylko na stronach polskich.
Więc zamieszczę prawidłowe wyprowadzenie:

---------------------------------------
Moment bezwładności dla kuli otrzymujemy poprzez zsumowanie momentów bezwładności nieskończenie małych dysków przechodzących przez oś z.

Moment bezwładności dla dysku wyraża się wzorem (można powiedzieć,że wyprowadzenie analogicznie do tego,z którego próbowałem wyliczyć moment w pierwszym poście dla kuli,)
\(\displaystyle{ I=0.5MR^{2}}\)
\(\displaystyle{ dI=0.5R^{2} \rho dV=0.5R^{2} \rho \pi r^{2} dz}\)
całkujemy to wyrażenie:
\(\displaystyle{ 0.5 \rho \pi t_{-R}^{R}y^{4} dz}\)
można zauważyć ,iż \(\displaystyle{ y^{2}=R^{2}-z^{2}}\)
\(\displaystyle{ 0.5 \rho \pi t_{-R}^{R}(R^{2}-z^{2})^{2} dz}\)
korzystamy teraz z zależności,iż:
\(\displaystyle{ \int _{c}^{b} ax^{n}dx=a\frac{x^{n+1}}{n+1}|_{c}^{b}=a(\frac{c^{n+1}}{n+1}-\frac{b^{n+1}}{n+1})}\)
,czyli:
\(\displaystyle{ 0.5 \rho \pi t_{-R}^{R}(R^{2}-z^{2})^{2} dz=R^{2}z-\frac{2R^{2}z3}{3}+\frac{z^{5}}{5}|_{-R}^{R}=2R^{5}(1-\frac{2}{3}-\frac{1}{5})}\)
\(\displaystyle{ I=\frac{8}{15} \rho \pi \ R^{5}}\)
,gdzie \(\displaystyle{ \rho=\frac{M}{V}}\)
,a \(\displaystyle{ V=\frac{4}{3} \pi r^{3}}\)
ostatecznie:
\(\displaystyle{ I=\frac{2}{5} MR^{2}}\)

PawełJan uprzedziłeś mnie ale jak widzę Twoja metoda jest z wykorzystaniem całki potrójnej?:)
PS.co się dzieje z arsphysica teraz?
Awatar użytkownika
PawelJan
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 971
Rejestracja: 18 sie 2005, o 12:11
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Oleszyce/Kraków
Pomógł: 209 razy

Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli

Post autor: PawelJan »

Tak, jak widać całka potrójna i daje szybki wynik.

Co do APh - sam nie mogę wejść Mam nadzieję że jutro wszystko wróci do normy.
ODPOWIEDZ