§ 2. Динамические величины
Для составления уравнений движения необходимы динамические величины: кинетическая энергия тела Т, количество движения
и момент количества движения а.
Кинетическая энергия теердого тела, положение которого определяется двумя системами осей
и Оххуг согласно рис. 1,
представляется в виде
где
- скорость полюса
— угловая скорость тела,
— радиус-вектор
центра инерции тела в системе подвижных осей, имеющих начало в полюсе
- тензор инерции тела в этой точке, М — масса тела.
Если полюс О, поместить в центре масс тела, выражение (2.1) упрощается:
где
— моменты инерции тела относительно осей
являющихся главными осями инерции тела,
- проекции скорости центра инерции и угловой скорости тела на эти оси.
Главный вектор количеств движения определяется формулой
-главные векторы переносного и относительного количеств движения,
-скорость центра масс тела по отношению к подвижной системе координат
движение которой задается скоростью
ее полюса
и угловой скоростью
.
Главный момент количеств движения твердого тела определяется выражением
где
— главный момент относительных количеств движения относительно точки
— радиус-вектор полюса
.
В случае, когда система координат Оххуг неизменно связана с телом, главный вектор и главный момент количеств движения определяются формулами:
В частности, если за полюс
принят центр инерции С, то
тогда получим
Если же твердое тело имеет неподвижную точку О, совпадающую, с полюсом
то
Тогда получим
Если оси
являются главными центральными осями инерции тела, то в проекциях на эти оси последнее выражение
примет вид
В проекциях на оси
главный момент количеств движения выражается следующим образом:
где
- проекции на оси
момента количеств движения тела относительно его центра масс, которые определяются соотношениями