Физика механика лекции и вопросы / OF1_9_Osnovy_mekhaniki_tvyordogo_tela_mini

1.9. Основы механики твёрдогордого тела

1.9.1.Абсолютно твёрдое тело. Центр масс тела

1.9.2.Поступательное, вращательное и плоское движения

1.9.3.Вращательное движение абсолютно твёрдого тела вокруг неподвижной оси; момент инерции; момент импульса; момент силы

1.9.4.Законы сохранения при вращательном движении

1.9.5.Теорема Гюйгенса–Штейнера

1.9.6.Гироскоп

1.9.1. Абсолютно твёрдое телотело.. Центр масс тела

Абсолютно твёрдое тело – тело (совокупность, или система точек), расстояние между двумя любыми точками которого всегда остаётся неизменным; это понятие применимо, когда можно пренебречь деформацией тела.

Центром масс тела называют точку, через которую должно проходить направление действия силы, вызывающей поступательное движение тела. В однородном поле тяготения центр масс тела совпадает с центром тяжести. Поэтому положение центра масс тела можно найти путём последовательного подвешивания его за несколько точек и определяя точку пересечения вертикальных линий.

Твёрдое тело

(Solid)

Абсолютно твёрдое тело – система материальных точек, при любых движениях которой взаимные расстояния между точками системы остаются неизменными

Определение положения центра масс (тяжести) тела

Центр тяжести

(Centre of gravity)

Центром тяжести называют связанную с твёрдым телом точку, через которую проходит равнодействующая всех элементарных сил тяжести, действующих на частицы этого тела при любом положении тела в пространстве, если эта точка существует.

Центр тяжести тела совпадает с центром масс. Однако понятие «центр масс» более общее; в частности, центр масс есть у любого тела, а центр тяжести – лишь у тел, находящихся в однородном поле тяжести.

Условие существования центра тяжести – однородность гравитационного поля в области пространства, занятой телом. В земных условиях это выполняется для тел, размеры которых много меньше размеров Земли.

1.9.2. Поступательное,, вращательное и плоское движенияижения

Поступательное движение – движение твёрдого тела, при котором прямая, соединяющая две любые точки тела, остаётся параллельной своему начальному направлению.

Поступательное движение

(Translational motion)

Поступательное движение

(Translational motion)

Исследуя поведение тела, движущегося поступательно, можно считать, что масса тела сосредоточена в одной точке. К этой точке можно прикладывать все силы, действующие на тело. Размеры и форма тела на его движение не влияют.

Вращательное движение твёрдого тела

(Rotary motion of solid)

Вращательное движение твёрдого тела вокруг неподвижной оси – движение твёрдого тела, при котором какие-либо две его точки остаются всё время неподвижными. Прямая, проходящая через эти точки называется осью вращения; все точки тела при вращательном движении описывают окружности в плоскостях, перпендикулярных к оси вращения и с центрами, лежащими на этой оси.