 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Těleso, které se otáčí kolem pevného bodu, se nazývá setrvačník. Proto, mluvíme-li o vyšetřování pohybu setrvačníků, myslíme tím studium pohybu tělesa, které se otáčí kolem pevného bodu. Pohybové rovnice takového pohybu jsme odvodili v čl. 6.2. Jejich řešení je však značně obtížné a v uzavřeném tvaru je lze podat jen v několika málo případech. S nejjednoduššími řešeními se seznámíme v následujících článcích.
Těleso otáčející se kolem bodu, tj. setrvačník, může mít buď všechny tři hlavní momenty setrvačnosti navzájem různé, pak se nazývá asymetrickým setrvačníkem, nebo mohou dva z hlavních momentů setrvačnosti být stejné, takový setrvačník nazýváme symetrický setrvačník. Jsou-li všechny tři hlavní momenty setrvačnosti stejné, mluvíme o kulovém setrvačníku . Běžný hovorový název setrvačník užíváme pro rotačně symetrické těleso, které vůči rotační ose má výrazně největší moment setrvačnosti. Takové setrvačníky známe např. z různých dětských hraček. Hovorový setrvačník je dle výše uvedené klasifikace zvláštním případem symetrického setrvačníku. Kulový setrvačník nemusí mít nutně tvar koule. V stati 6.2.5 (viz též obr.65) jsme uvedli, že momenty setrvačnosti homogenní krychle vůči všem osám procházejícím hmotným středem jsou stejné. Tedy homogenní krychle otáčející se kolem svého hmotného středu je kulovým setrvačníkem.
Setrvačníky rozlišujeme též dle
sil, které na ně při pohybu působí. Je-li vnější silové působení nulové,
nazýváme
setrvačník volným nebo též bezsilovým. Setrvačník pohybující se
v tíhovém poli upevněný v bodě různém od hmotného středu se nazývá
těžkým setrvačníkem.
Pro jiná silová působení zvláštní název nezavádíme.
V tíhovém
poli lze volný setrvačník T realizovat tak, že jej upevníme v hmotném
středu S např. způsobem znázorněným na obr.68a). Váha setrvačníku je vyrovnána
podložkou P a jak jsme odvodili v závěru čl. 5.7, výsledný moment vnějších
sil působící na těleso je v tíhovém poli vůči hmotnému středu tělesa
nulový. Výsledná síla a výsledný moment sil působící na setrvačník jsou nulové
a setrvačník je tedy volný. Jiný způsob realizace volného setrvačníku
v tíhovém poli je uveden na obr.68b). Symetrický setrvačník T je upevněn
v Kardanově závěsu. Ten umožňuje libovolné natočení tělesa, přičemž střed
kruhů závěsů zůstává pevný. Je-li hmotný střed setrvačníku T ve středu kruhů
Kardanova závěsu, může se setrvačník pohybovat jako volný. Předpokládáme
zřejmě, že tření v ložiskách L
Kardanova závěsu pohyb setrvačníku neovlivňuje.
Není-li hmotný střed tělesa v klidu a moment vnějších sil vůči hmotnému středu tělesa je nulový, pohyb tělesa vůči hmotnému středu odpovídá též pohybu volného setrvačníku. Podepřeme-li v tíhovém poli otáčející se těleso v jiném bodě než v hmotném středu, získáme těžký setrvačník. Na obr.69 je znázorněn těžký symetrický setrvačník T podepřený v bodě P.
|
|
|
|
|
|
|
|
|