
- •Экзаменационные вопросы по теоретической механике
- •Основные законы динамики. Законы Галилея - Ньютона.
- •Главные оси и главные моменты инерции.
- •Теорема о моменте инерции относительно параллельных осей.
- •Дифференциальные уравнения движения механической системы.
- •Теорема о движении центра масс механической системы.
- •Импульс силы и его проекции на координатные оси.
- •Теорема об изменении количества движения материальной точки.
- •Теорема об изменении количества движения механической системы.
- •Моменты количества движения материальной точки относительно полюса и оси.
- •Теорема об изменении момента количества движения материальной точки.
- •Кинетический момент механической системы относительно центра и оси.
- •Теорема об изменении кинетического момента механической системы.
- •Работа и мощность.
- •Работа сил тяжести, упругости.
- •Принцип возможных перемещений для механической системы.
- •Общее уравнение динамики. Принцип д’Аламбера-Лагранжа.
- •Обобщенные координаты, обобщенные силы и их вычисление.
- •Уравнение Лагранжа второго рода.
-
Моменты количества движения материальной точки относительно полюса и оси.
Момент
количества движения материальной точки
относительно полюса
- вектор численно равный произведению
количества движения на плечо d (кратчайшее
расстояние от полюса до линии действия
количества движения) и направлен
перпендикулярно плоскости, проходящей
через вектор количества движения и
полюс, в сторону, откуда вращение вектора
вокруг полюса видно против часовой
стрелки:
,
где r - расстояние от полюса до материальной
точки.
Проекция
момента количества движения материальной
точки относительно полюса на ось,
проходящую через этот полюс равна
моменту количества движения точки
относительно этой оси:
,
где k - единичный орт оси z.
-
Теорема об изменении момента количества движения материальной точки.
;
взяв производную по времени от обоих
частей уравнения получим:
,
итак:
.
Теорема: векторная производная по времени от момента количества движения материальной точки относительно полюса равна вектору момента силы, действующей на точку относительно того же центра.
Следствия:
1. если линия действия силы проходит через полюс. То момент количества движения относительно этого полюса постоянный;
2. если момент силы относительно оси равен нулю, то момент количества движения относительно этой оси постоянный.
-
Кинетический момент механической системы относительно центра и оси.
Кинетический
момент относительно полюса
- главный момент количества движения
механической системы относительно
полюса - вектор, равный геометрической
сумме момента количества движения всех
точек системы относительно того же
полюса:
Кинетический
момент относительно оси
- скаляр, равный алгебраической сумме
моментов количеств движения всех точек
системы относительно той же оси:
Кинетический
момент вращающегося твердого тела
относительно оси вращения равен
произведению угловой скорости на момент
инерции тела относительно оси вращения:
;
.
-
Теорема об изменении кинетического момента механической системы.
Теорема: векторная производная по времени от кинетического момента механической системы относительно полюса геометрически равна главному моменту все внешних сил, действующих на механическую систему.
Следствия:
1. внутренние силы не влияют на изменение кинетического момента;
2. если главный момент все внешних сил относительно полюса равен нулю, то кинетический момент относительно этого полюса постоянный;
3. если главный момент все внешних сил относительно оси равен нулю, то кинетический момент относительно этой оси постоянный;
-
Работа и мощность.
Работа силы - количественная мера превращения механического движения в другие виды движения.
Если
сила постоянна по модулю и направлению,
а точка ее приложения перемещается
прямолинейно, то работа равна произведению
модуля силы, длинны перемещения и
косинуса угла между этими векторами:
.
Знак
работы совпадает со знаком проекции
силы на ось перемещения.
.
Интегрируя для точки М получим:
Мощность - работа, выполненная за единицу времени.
Теорема о работе равнодействующей силы: работа равнодействующей на некотором перемещении равна алгебраической сумме работ, составляющих ее сил на этом же перемещении.