Файл: Качуринер Д.М. Теоретическая механика (краткий курс лекций) учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 25.07.2024

Просмотров: 128

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Равенства (18) определяют проекции момента количе­ ства движения на координатные оси.

7

= ѵЛ Ф

~h

і 2

- величина момента количества

*02

 

• «

 

 

движения точки. Направление вектора получим через коси­ нусы:

,тл \ кох . cos(kc,x)=— ,

COS

/7-/1 \ ^ом.

/ Г /1 \ ^ O Z

?

cos( K , z ) ~ ~

 

Найдем связь момента количества движения с силами,

действующими на

точку.

 

умножим вектор-

По второму

закону Ньютона

но слева обе части равенства на

г и рассмотрим левую

и правую части

 

dts _

d

dz

 

 

?хт W- 7Х т

d t

(z x m tr)-

 

J

 

 

d t

V

 

Следовательно,

 

 

 

_____________

 

 

 

 

О

 

(19)

d t

( ? X mO-)*=-Z

,

 

 

 

гх & = М 0

 

момент количества движения

точки;

7x m ts - ka -

момент действующей на точку

 

силы

 

-

 

d k a относительно

0

 

 

точки .

(1 9 ')

 

d t

 

 

 

- теорема об изменении момента количества движения.

Производная по времени от момента количества движе­ ния равна моменту силы, действущей на течку. Мемент

132


силы и момент количества движения вычисляются относи­ тельно одной и той же точки.

Теорему об изменении момента количества движения можно записать через проекции на координатные оси:

dk.^

 

 

d-kgu

 

äh,О!

 

 

(19

 

—**=.[* .

-----

d - =/и

 

 

 

 

)

dt

 

х 7

 

£

 

d t

 

 

 

 

d t

 

 

 

 

 

 

Следствия.

 

 

М?=0

 

 

плоскости

^Ог-

9

 

/и=0

 

 

 

 

 

 

I ) Предположим, что сила лежит в

 

 

 

 

тогда

 

о1

и

 

г

 

 

 

 

 

 

значит

 

 

d a . .o '-

d » = o

 

 

 

 

т .е .

 

 

d t

 

и 7

d t

0

 

 

(PO)

 

 

 

 

feQ?-co n st

«

 

 

 

 

 

 

k0^=cons^

 

 

во

все

2) Предположим, что линия

действия силы $

время движения проходит через некоторую точку. Такая

сила называется

 

ц е н т р а л ь н о й .

 

 

 

Выберем точку, через которую проходит лштия действия

силы,

 

за центр момента,

тогда

момент силы

&

относи­

тельно

этой

точки

равен

нулю:

ÄS - z x d = 0

 

во

все

время

 

движения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательноd*0,

к = cons t .

 

( ? i)

 

 

 

~ d 7 =0 7

 

Формулы (20) и (21) - следствия теоремы об измене­ нии момента количества движения.

1 3 3


§ 7 . Момент

к о л и ч е с т в а движения системы м атериальны х

т о ч е к

(к и н е т и ч е ск и й м о м е н т ). Т еорем а о выражении

 

м ом ента

к о л и ч е ст в а

движения

Р ассм о т р и м с и с т е м у , состоящ ую из

п

т о ч е к . Для

каж дой т о ч к и

момент к о л и ч е ст в а движения

от н о си т ел ь н о вы

б р а н н о го полю са н ай д ет ся по

формуле

( 1 7 ) . Момент количе

с т в а движ ения систем ы б уд ет

р а в е н :

 

 

гг

2=/

г-і

 

( ? 2 )

 

для

О пределим момент

к о л и ч е ст в а движения системы

 

сл у ч а я

слож ного

движе­

 

ния . Р ассм отрим с л у ч а й ,

 

к о г д а

центр м асс

дви ­

 

ж ется

п о с т у п а т е л ь н о .

 

Т о гд а

будем иметь с л е ­

 

дующие

выражения

 

 

( р и с .

9 5 ) :

 

П

П

С+Р і ) Хп7і (Ус+

гсхт і °h +

134


где

itc

-

скорость центра масс 5

точки

гп±

 

t//r;

-

относительная скорость

 

 

г

 

 

 

 

 

Рассмотрим каждое слагаемое в последнем выражении

 

П

 

п

 

 

 

 

ІЧ

 

г = /

 

гс

и (?с

не зависят от

суммирования, как радиус-вектор

и скорость

центра м асс.

 

d

 

[.

£

*схті Ч(г>^с*Е ”>і

ZcX^ i( Цтг Pi )

*

 

2

 

 

 

І=І

 

=/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

( А 1 Д ) = 0

 

 

 

 

= 7 X

 

так как

і . Е Р і Хт г * і " = Кс

І у -

Е Р і х ^

момент количества движения системы относительно цен­ тра м асс.

п

^

С/= Ö .

Следовательно,

получим

(23)

K = zcä M isc + Kc

где г^х/Ис-',

- момент количества движения центра

 

м асс.

 

135


Теорема о выражении кинетического момента. Момегт количества движения материальных точек называют к к - н е т и ч е с к и м м о м е н т о м . Кинетический мо­ мент системы, совершающей сложное движение, геометри­ чески складывается из кинетического момента поступатель­ ного движения вместе с центром масс и кинетического мо­ мента, вычисленного относительно центра м асс.

§ 8. Теорема об изменении кинетического момента. Первые интегралы

Для каждой точки системы можно записать уравнение

Ньютона

тж

+7;

.

Умножим его на г-

вектор-

НО, при

ЭТОМ получим

по

всем точкам

» nP°“

суммируем это

выражение

 

Известно, что главный момент внутренних сил равен нулю, следовательно:

ПП

136