Рывок (кинематика)
Рывок | |
---|---|
Размерность | LT −3 |
Единицы измерения | |
СИ | м/с3 |
СГС | см/с3 |
Другие единицы | g/с |
Примечания | |
векторная величина |
Рыво́к — векторная физическая величина, характеризующая темп (скорость) изменения ускорения тела. Является третьей производной по времени от радиус-вектора.
Рывок в кинематике
[править | править код]Вектор рывка в любой момент времени находится путём дифференцирования вектора ускорения частицы по времени:
где:
- — ускорение,
- — скорость,
- — радиус-вектор.
Соответственно формулы для движения с постоянным рывком имеют вид:
Формулы можно обобщать и далее на более высокие производные радиус-вектора, вводя в разложение координаты в степенной ряд всё новые и новые члены. По традиции или просто для удобства из-за частого использования первые 3 коэффициента в разложении имеют собственные названия: скорость, ускорение и рывок соответственно.
Единицы измерения рывка
[править | править код]- метр в секунду в кубе, м/с³, производная единица системы СИ.
- сантиметр в секунду в кубе, см/с³, производная единица системы СГС.
- «же» в секунду, g/с, где g = 9,81 м/с² — стандартное ускорение свободного падения.
Электродинамика
[править | править код]Сила, действующая на ускоренно движущийся заряд (радиационное трение, или реакция излучения), пропорциональна третьей производной координаты (т. e. первой производной ускорения) по времени.
(в системе СИ).
Применение
[править | править код]Транспорт
[править | править код]Понятие рывка применяется при перевозке пассажиров, а также хрупких и ценных грузов.
Пассажир приспосабливается к ускорению, напрягая мышцы и подбирая позу. При небольшом изменении ускорения = при небольшом рывке поза, естественно, тоже меняется. Пассажиру нужно дать время, чтобы отреагировать и сменить её — иначе стоячий пассажир потеряет равновесие, а сидячий — ударится. Типичный пример — момент полной остановки вагона метро после процесса торможения: стоячие пассажиры, наклонившиеся назад в процессе торможения, не успевают приспособиться к новому ускорению, возникающему в момент остановки, и наклоняются вперёд.
Аналогично, груз, к которому приложено ускорение, деформируется. Частое и быстрое изменение ускорения означает частую и быструю деформацию, что может привести к разрушению хрупкого груза. Частично рывок можно уменьшить амортизирующей упаковкой.
Для многих приборов и устройств в технических условиях нормируется предельное значение рывка.
Производные большего порядка в транспорте применяются редко. Известный случай, когда радиус-вектор рассчитывался до четвёртой производной — это вывод телескопа «Хаббл» на орбиту[1].
В теоретической механике
[править | править код]Применяется в интегрировании по Верле для быстрого численного решения дифференциальных уравнений движения материальных точек.
В статье И. И. Смульского и Я. И. Смульского «Астероид Апофис: эволюция орбиты и возможное использование» используются производные до шестого порядка и ряд Маклорена в программе расчёта[источник не указан 4290 дней].
В работе финского математика К. Зундмана, посвящённой решению «задачи трёх тел», используются высшие производные и ряды[источник не указан 4290 дней].
Понятие рывка находит применение и в задаче о вычислении угловых скоростей и угловых ускорений звеньев шарнирного четырёхзвенника — в ситуации, когда все шарниры лежат на одной прямой[2].
Металлорежущие станки
[править | править код]В металлорежущих станках с электронным управлением изменение ускорения также важно — быстрые деформации инструмента, случающиеся при высоком рывке, преждевременно выводят инструмент из строя.
См. также
[править | править код]Примечания
[править | править код]- ↑ Упоминание о телескопе Хаббла . Дата обращения: 21 февраля 2014. Архивировано из оригинала 30 ноября 2016 года.
- ↑ Кирсанов М. Н. Решения задач по теоретической механике. — М.: ИНФРА-М, 2015. — С. 118—119. — 216 с. — ISBN 978-5-16-010558-1.
Литература
[править | править код]- Кинематика механизмов — статья из Большой советской энциклопедии. Артоболевский И. И., Левитский Н. И. [1]
- Капунцов Ю. Д. Электрооборудование и электропривод промышленных установок. Учебник для вузов. — М.: Высшая школа, 1979. — 360 с. Архивная копия от 8 марта 2008 на Wayback Machine
- Хитрик В. Э. Методы динамической оптимизации механизмов машин-автоматов. — М.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. — 116 с. Архивная копия от 14 октября 2008 на Wayback Machine
Для улучшения этой статьи по физике желательно:
|