МЕХответы (977846), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Количеством движения системы называют векторную сумму количеств движения отдельных точек систем,
Теорема о изменении количества движения точки.
Дифференциальное уравнение движения материальной точки под действием силы F можно представить в следующей векторной форме: . Так как масса величина постоянная её можно внести под знак производной. Тогда:
. Эта формула выражает теорему об изменении количества движения точки в дифференциальной форме: «Первая производная по времени от количества движения точки равна действующей на точку силе» . В проекциях на координатные оси:
. Если обе части умножить на dt, то получим другую формулу этой же теоремы – теорему импульсов в дифференциальной форме:
«Дифференциал от количества движения точки равен элементарному импульсу силы, действующей на точку» . Проектируя на оси координат, получаем:
. Интегрируя обе части
в пределах от 0 до t имеем:
это выражение есть теорема импульсов в интегральной форме. Для материальной точки теорема об изменении количества движения в любой из форм по существу не отличается от дифференциальных уравнений движения точки.
Теорема об изменении количества движения для системы.
Пусть к точкам системы приложены внешняя и внутренняя силы. Тогда для каждой точки можно применить теорему об изменении количества движения точки: Тогда:
суммируя по всем точкам обе части соотношения и учитывая, что сумма производных равна производной суммы, получаем:
. Так как по свойству внутренних сил и определению количества движения системы:
, то приведённое соотношение можно представить в виде:
. Это выражение является теоремой об изменении количества движения для системы в дифференциальной форме: «Производная по времени от количества движения системы равна векторной сумме всех внешних сил, действующих на систему».
Умножаем обе части на dt, получаем эту же теорему в другой форме:
35.Теорема о движении центра масс.
Ц ентр масс механической системы движется как материальная точка, в которой сосредоточенна масса всей системы, и на которую действует главный вектор внешних сил.
Д оказательство: Основано на теореме об изменении количества движения и на определении центра масс механической системы.
Продифференцируем это соотношение по времени, получим:
36.Теорема об изменении кинетического момента относительно неподвижной точки.
Наряду с количеством движения в качестве векторной меры движения можно использовать кинетический момент или момент количества движения. Для материальной точки массой m, движущийся со скоростью v, кинетическим моментом kO относительно какого – либо центра О называют момент количества движения точки относительно этого центра О, т. е.: . Проектируя обе части этого уравнения на прямоугольные, декартовы оси, получаем кинетический момент точки относительно этих осей координат, если точка О является началом осей координат:
Т еорема об изменении кинетического момента для точки.
Для материальной точки основной закон динамики можно представить в виде: . Умножаем обе части этого соотношения на радиус вектор:
. В правой части, стоит момент силы относительно неподвижной тоски О. Преобразуем левую часть, применив формулу производной от векторного произведения:
, но
как векторное произведение скалярных векторов. После всех преобразований получаем окончательно уравнение:
или
. Таким образом «Первая производная по времени от кинетического момента точки, относительно какого – либо центра равна моменту силы относительно того же центра» . Это и есть теореме об изменении кинетического момента для точки. Осталось написать проекции на координатные оси: