Wymyśliłem coś takiego,ale nie wychodzi poprawnie.
\(\displaystyle{ dm= \rho dV => dm=\frac{4}{3} \pi r^{3} \rho dr}\)
\(\displaystyle{ I=\int_{-R}^{R} r^{2}dm}\)
\(\displaystyle{ I= \frac{4}{3} \pi \rho t_{-R}^{R} r^{5} dr}\)
\(\displaystyle{ I= \frac{4 \pi \rho}{18}r^{6} |_{-R}^{R}}\)
\(\displaystyle{ I=\frac{\frac{4}{3} \pi \rho}{6}{((-R)^{6}-R^{6})}}\)
\(\displaystyle{ I=\frac{4 \pi \rho ((-R)^{3}-R^{3})((-R)^{3}+R^{3}) }{18}}\)
Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli
- PawelJan
- Użytkownik
- Posty: 971
- Rejestracja: 18 sie 2005, o 12:11
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Oleszyce/Kraków
- Pomógł: 209 razy
Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli
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
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
- Vermax
- 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
Objętość jako pole powierzchni?
tak to r zaraz zmienię.Napisze zaraz bardziej szczegółowo jak to wyliczyłem,mógłbyś sprawdzić?
I jak dalej?
tak to r zaraz zmienię.Napisze zaraz bardziej szczegółowo jak to wyliczyłem,mógłbyś sprawdzić?
I jak dalej?
- PawelJan
- Użytkownik
- Posty: 971
- Rejestracja: 18 sie 2005, o 12:11
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Oleszyce/Kraków
- Pomógł: 209 razy
Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli
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:
\(\displaystyle{ dV=r^2cos\theta dr d\phi d\theta \\ dm=\rho dV=\rho r^2cos\theta dr d\phi d\theta \\ I=\int_Ma^2dm = \iiint_V\rho a^2dV \\ a=rcos \theta \\ I=\iiint(rcos \theta)^2\rho r^2cos\theta dr d\phi d\theta = \rho t_0^{2\pi}d \phi\int_{- \pi/2}^{\pi/2}cos^3 \theta d \theta t_0^R r^4dr=\rho 2\pi \frac{4}{3}\cdot \frac{R^5}{5}=\frac{2}{5}MR^2}\)
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:
\(\displaystyle{ dV=r^2cos\theta dr d\phi d\theta \\ dm=\rho dV=\rho r^2cos\theta dr d\phi d\theta \\ I=\int_Ma^2dm = \iiint_V\rho a^2dV \\ a=rcos \theta \\ I=\iiint(rcos \theta)^2\rho r^2cos\theta dr d\phi d\theta = \rho t_0^{2\pi}d \phi\int_{- \pi/2}^{\pi/2}cos^3 \theta d \theta t_0^R r^4dr=\rho 2\pi \frac{4}{3}\cdot \frac{R^5}{5}=\frac{2}{5}MR^2}\)
- Vermax
- 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
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?
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?
- PawelJan
- Użytkownik
- Posty: 971
- Rejestracja: 18 sie 2005, o 12:11
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Oleszyce/Kraków
- Pomógł: 209 razy
Wyprowadzenie momentu bezwładności dla kuli
Tak, jak widać całka potrójna i daje szybki wynik.
Co do APh - sam nie mogę wejść Mam nadzieję że jutro wszystko wróci do normy.
Co do APh - sam nie mogę wejść Mam nadzieję że jutro wszystko wróci do normy.