- •ДИНАМИКА ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ
- •Абсолютно твердое тело в процессе движения не деформируется, т.е. расстояние между его любыми
- •Вращающий момент (или момент силы)
- •• Расстояние r от оси вращения до линии вдоль которой действует сила называется
- ••Таким образом, момент силы относительно точки О является векторной величиной и равен
- •Момент инерции относительно неподвижной точки вращения
- •• Произведение массы материальной точки тела
- •Момент инерции твердого тела
- •• Распределение массы в пределах тела можно охарактеризовать с помощью плотности
- •• Плотность в данной точке в этом случае определяется следующим образом
- ••Рассмотрим результаты интегрирования для простейших (геометрически правильных) форм твердого тела, масса которого равномерно
- ••Момент инерции полого цилиндра с тонкими стенками, радиуса R.
- •• Сплошной однородный диск.
- ••Момент инерции шара относительно оси, проходящей через центр тяжести.
- ••Момент инерции стержня длиной L и массой m относительно оси, проходящей:
- •Теорема Штейнера
- •Момент импульса материальной точки и твердого тела
- •• Вектор иногда называют также моментом количества движения материальной точки. Он направлен вдоль
- ••Векторную сумму моментов импульсов всех материальных точек системы называют моментом импульса (количества движения)
- ••Векторы и взаимно перпендикулярны и лежат в плоскости перпендикулярной оси вращения тела. Поэтому
- •• Таким образом
- •Основное уравнение динамики вращательного движения
- •По определению угловое ускорение и тогда это уравнение можно переписать следующим образом
- •Закон сохранения момента количества движения
- ••Это утверждение представляет собой содержание закона сохранения момента количества движения: и формулируется следующим
- ••Именно закон сохранения момента импульса используется танцорами на льду для изменения скорости вращения.
- •Скамья Жуковского
- •Кинетическая энергия вращающегося тела
- •• Если тело вращается вокруг неподвижной оси z с угловой скоростью , то
- ••Сопоставив (1) и (2), можно увидеть, что момент инерции тела I является мерой
- •Основные величины и уравнения кинематики и динамики вращательного движения легко запоминаются, если сопоставить
•Рассмотрим результаты интегрирования для простейших (геометрически правильных) форм твердого тела, масса которого равномерно распределена по объему.
•Момент инерции полого цилиндра с тонкими стенками, радиуса R.
•Для полого цилиндра с тонкими стенками
• Сплошной однородный диск.
• Ось вращения является осью диска радиуса R и массы m
•Момент инерции шара относительно оси, проходящей через центр тяжести.
•Момент инерции стержня длиной L и массой m относительно оси, проходящей:
•а) через центр стержня –
•б) через начало стержня -
Теорема Штейнера
•Имеем тело, момент инерции которого относительно оси, проходящей через его центр
масс известен.
•Необходимо определить момент инерции
относительно произвольной оси параллельной оси .
•Согласно теореме Штейнера, момент инерции тела относительно произвольной оси равен сумме момента инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс и параллельной
данной оси, плюс произведение массы тела на квадрат расстояния между осями:
Момент импульса материальной точки и твердого тела
•Векторное произведение радиуса-вектора материальной точки на ее
импульс называют моментом импульса ,
этой точки относительно точки О:
• Вектор иногда называют также моментом количества движения материальной точки. Он направлен вдоль оси вращения
перпендикулярно плоскости, |
|
проведенной через векторы |
и |
, и образует с ними |
|
правую тройку векторов (при |
|
наблюдении из вершины вектор |
|
видно, что вращение по |
|
кратчайшему расстоянию от |
|
к происходит против часовой |
|
стрелки). |
|