
- •Предмет динамики.
- •Две основные задачи динамики точки. Основной закон динамики.
- •Силы инерции. Принцип Даламбера. Метод кинетостатики.
- •Работа постоянной силы на прямолинейном пути. Работа переменной силы на криволинейном пути.
- •Работа равнодействующей силы. Работа силы тяжести.
- •Работа силы во вращательном движении.
- •Мощность при поступательном и вращательном движениях. Механический кпд.
- •Механическая энергия (виды). Теорема об изменении кинетической энергии материальной точки.
- •Общие теоремы динамики. Количество движения, импульс силы. Закон об изменении количества движения точки.
- •1. Теорема об изменении количества движения
- •2. Теорема о движении центра масс системы материальных тел.
- •3. Теорема об изменении кинетического момента.
- •4. Теорема об изменении кинетической энергии.
- •Уравнение динамики для вращающегося тела.
- •Трение (понятие трения, классификация, краткая характеристика видов трения).
3. Теорема об изменении кинетического момента.
А) Мат.точки
Кинетическим
моментом (моментом количества движения
,L)
называется вектор
,где r-радиус-вектор
исследуемой точки относительно выбранного
неподвижного центра О. Эта теорема
используется в случае, если необходимо
учесть вращательную составляющую
движения объекта. В случае, если объект
находится в сложном движении, которое
составляли мат.модель, можно представить
состоящим из 2х движений: поступательного
и вращательного.(тогда будет необходимо
использовать 2 теоремы : теорема об
изменении количества движения, теорема
об изменении кинетического момента).
«Первая
производная от кинематического момента
мат. точки равна главному моменту сил,
приложенных к мат. Точке относительно
того же центра О»
Б) Система мат. Точек (тел)
«Первая
производная от кинетического момента
системы материальных точек (тел)
относительно выбранного центра во
времени равна моменту главного вектора
внешних сил, приложенных к точкам
механической системы относительно того
же центра О»
При исследовании движения механических объектов когда существенна вращательная составляющая движения часто математическая модель строится на основе следствия из этой теоремы. Следствие: Если момент главного вектора сил, приложен к мат.точке относительно выбранного центра О и не равен 0, то объект вращается с постоянной угловой скоростью.
4. Теорема об изменении кинетической энергии.
«Изменение
кинетической энергии мат.точки за
некоторый интервал времени равно сумме
работ всех сил, приложенных к мат.точке
на их перемещение за тот же интервал
времени.»
В
общем случае работа - скалярное
произведение - векторы: A=F*r ( где r -
перемещение точки). Часто при исследовании
динамических параметров объекта для
получения более простых аналитических
выражений используется понятие
мощности.
.
Также выражение силы расписывается: A=F*r*cosα.
При этом каждая сила при перемещении
тела имеет свое перемещение.
Кинетическая энергия определяется в зависимости от вида движения объекта и характеризует динамику этого движения с учетом инертности тела.
А)
Если тело находится в поступательном
движении:
Б)
Вращательное движение объекта.
Инертность
характеризуется моментом инерции
объекта относительно выбранного центра
по некоторой оси L или
координатной плоскости. Относительно
центра - полярный момент Io,
относительно оси - осевой Iл, Относительно
плоскости – планарный Ixy . В общем
случае момент инерции, характеризующий
его динамику, определяется относительно
координатных осей и начала координат.
Кинетическая энергия для вращательного
движения:
В)
Сложное движение :
,где C-центра
масс соответствующего объекта.
Количество движения, импульс силы.
И́мпульс (Количество движения) — векторная физическая величина, являющаяся мерой механического движения тела. В классической механике импульс тела равен произведению массы m этого тела на его скорость v, направление импульса совпадает с направлением вектора скорости:
.
В более общем виде, справедливом также и в релятивистской механике, определение имеет вид:
Закон об изменении количества движения точки.
Теореме об изменении количества движения и закону сохранения количества движения можно придать иную форму, если ввести понятие о центре инерции системы.
Центром инерции системы называется геометрическая точка
С пространства, определяемая радиус-вектором.