Теорема об изменении момента количества движения
(теорема моментов).
Иногда при изучении движения точки вместо изменения самого вектора (m ) оказывается необходимым рассматривать изменение его момента. Момент вектора m относительно данного центра О или оси z обозначается и и называется моментом количества движения или кинетическим моментом точки относительно этого центра (оси). Вычисляется момент вектора m так же, как и момент силы. При этом вектор m считается приложенным к движущей точке. По модулю , где h – длина перпендикуляра, опущенного из центра О на направление вектора m .
Рис. 3.6
Теорема моментов относительно оси.
Рассмотрим материальную точку массы m, движущуюся под действием силы . Найдем для нее зависимость между моментами векторов m и относительно какой-либо неподвижной оси z. По полученным ранее формулам (статика)
(*)
Аналогично и для момента , если вынести m за скобку
.
Беря от обеих частей этого равенства производные по времени, находим:
.
В первой части первая скобка равна 0, так как .
Вторая скобка согласно формуле (*) равна , так как по основному закону динамики .
Окончательно имеем
(28)
Полученное уравнение выражает теорему моментов относительно оси: производная по времени от момента количества движения точки относительно какой-нибудь оси равна моменту действующей силы относительно той же оси.
Из уравнения (28) следует, если , то .
Теорема моментов относительно центра.
Ранее было показано, что
Аналогично
.
При этом вектор направлен перпендикулярно плоскости, проходящей через центр О и вектор , а вектор - перпендикулярен плоскости, проходящей через центр О и вектор .
Дифференцируем выражение по времени:
,
но , как вектор производной двух параллельных векторов, . Следовательно
или
(29)
Теорема моментов.
Производная по времени от момента количества движения точки, взятого относительно какого-либо неподвижного центра, равна моменту действующей на точку силы относительно того же центра.
Дата добавления: 2015-06-17; просмотров: 989;