Главная > Краткий справочник для инженеров и студентов
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

5.4. Теорема об изменении кинетического момента

Момент количества движения и кинетический момент.

Моментом количества движения материальной точки относительно неподвижного центра Р называется вектор равный векторному произведению радиуса-вектора, соединяющего центр с точкой, на количество движения точки:

Кинетическим моментом (главным моментом количества движения) механической системы относительно центра Р называется геометрическая сумма моментов количеств движения всех точек системы относительно центра

Моментом количества движения точки относительно оси х называется величина равная проекции на эту ось момента количества движения точки относительно любого центра Р, принадлежащего оси:

Вычисляется так же, как момент силы относительно оси.

Кинетическим моментом системы относительно оси х называется проекция на нее момента системы относительно любого центра Р, принадлежащего оси:

Аналитическое выражение для кинетического момента системы относительно оси х имеет вид

Формулы для аналогичны приведенной.

Можно показать, что кинетический момент системы относительно центра Р равен сумме момента количества движения центра масс относительно центра Р и кинетического момента системы относительно центра масс С в ее относительном движении в системе Кёнига

Здесь — кинетический момент системы в ее движении по отношению к системе отсчета Кёнига.

Кинетический момент твердого тела, вращающегося относительно неподвижной оси с угловой скоростью ивычисляется по формуле

где — момент инерции твердого тела относительно оси

Теорема об изменении кинетического момента механической системы: производная по времени от кинетического момента относительно любого неподвижного центра Р равна главному моменту внешних сил системы относительно того же центра:

Проектируя (6) на оси координат (например, на ось x), получим теорему об изменении кинетического момента системы относительно неподвижной оси:

Если эту теорему применить к изучению движения твердого тела, вращающегося вокруг неподвижной оси получим дифференциальное уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси:

где — угол поворота.

Закон сохранения кинетического момента: если главный момент внешних сил системы относительно центра Р равен нулю, то главный момент количеств движения относительно этого центра будет постоянным. Например,

Рис. 30.

В правой части равенства располагается вектор-константа, т.е. и величина вектора, и его направление не зависят от времени.

Если сумма моментов внешних сил системы относительно какой-либо неподвижной оси равна нулю, то кинетический момент системы относительно этой оси остается постоянным. Например,

Пример. На однородный барабан веса и радиуса намотана невесомая нить с грузом веса на конце (рис. 30). Определить ускорение груза, пренебрегая силами трения при вращении барабана.

Решение. Включим в систему барабан, груз и нить. Расставим внешние силы активные силы веса и силу реакции проходящую через

ось вращения О. Направление силы заранее неизвестно, поэтому рисуем ее произвольно. Пары сил трения в оси не возникает, что следует из условия задачи.

Воспользуемся теоремой об изменении кинетического момента системы относительно оси вращения барабана (7):

Подсчитывая как сумму кинетических моментов барабана и груза, с учетом (1), (5) и равенства получим

Вычислим сумму моментов внешних сил относительно оси

Подставив правые части формул (9), (10) в выражение (8) и проведя дифференцирование, найдем

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru