Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

MexLekcii2010prn

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
1.71 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

14

m1v1+ m2v2 = m1v1′+ m2v2

m1(v1v1′) = m2(v2′– v2).

(3)

(2) (3), :

 

(v1+ v1′) = (v2′+ v2)

,

(4)

 

 

 

 

 

(v1 - v2) = (v2′ - v1′) = –(v1′ - v2′)

.

(4 )

.

, (4 ) ,

( , k=1).

(4) 2 (3):

2 (v1+ v1′) – m1(v1v1′) = 2 (v2′+ v2) – m2(v2′– v2)

 

2v1+ 2v1′ – m1v1+ m1v1′ = 2v2′+ 2v2 m2v2′+ 2v2

 

 

2 2v2 = ( 2 1)v1 + ( 2 + 1)v1′ , v1′:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2m2v2 +

(m1 m2 )v1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v1 =

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

(5)

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

2m2v2 + (m1 m2 )v1 +

 

 

 

 

1v1 − (m1 + m2 )v1

 

 

=

m1v1 m1v1

=

2m2v2 + 2m

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

 

 

 

m1v1

+ m2v2

 

 

 

 

 

 

 

 

=

v1 = −v1

+ 2

 

 

 

 

= −v1 + 2VC

,

 

(5 )

 

 

m1

+ m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V – .

, v2′, (4) 1 (3):

1 (v1+ v1′) + m1(v1v1′) = 1 (v2′+ v2) + m2(v2′– v2)

2 1v1 = ( 1 2)v2 + ( 2 + 1)v2′ , v2':

 

 

 

 

 

 

2m1v1

(m1 m2 )v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

(6)

 

2m1v1 − (m1 m2 )v2

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

+ m2v2 m2v2

=

2m1v1 + 2m2v2 − (m1 + m2 )v2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1 + m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1v1

+ m2v2

 

 

 

 

 

 

 

 

=

v2

= −v2

+

2

 

 

 

 

= −v2

+ 2VC

.

(6 )

 

m1

+ m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

1. v2 = 0 (1- 2- ):

 

 

 

m1

m2

 

 

 

2m1

 

 

 

 

(5) (6)

v1

=

 

 

v1

,

v2

=

 

 

v1

;

(7)

m1

+ m2

m1

+ m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(5 ) (6 )

= −v1 + 2VC ,

= 2VC .

 

 

(7 )

v1

v2

 

 

 

 

 

 

 

2m1

 

 

 

)

1 = 2 :

v1′=0,

v2 =

 

v1

= v1 – .

2m1

)

m1<<m2 ( , ); (7) :

 

 

m2

 

 

 

2m1

 

 

v1

≈ −

 

v1

= −v1 ,

v2

 

v1 ≈ 0

 

m2

m2

 

 

 

 

 

 

 

 

111

14

– ( )

, , .

 

¢

 

m1

 

 

¢

 

2m1

 

 

 

) m1>>m2 :

v1

» -

 

v1

= v1 ,

v2

»

 

v1

= 2v1

m1

m1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

, .

2. v1 v2 , m1<<m2 . (6) 2 ( “ ” –

, ) :

v¢2 = 2m1v1 + m2v2 = 2m1 v1 + v2 » v2

m2 m2

.

(5) :

 

2m v

 

+ m

(

m1

-1)v

 

2m v

 

- m v

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

2

 

 

m

1

 

2

 

 

v1¢ =

 

 

 

 

 

 

 

2

 

=

2

 

 

2

1

= -v1 + 2v2 .

(8)

 

m2

 

m1

+1)

 

 

m

 

 

 

 

(m

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8)

:

 

v1¢ = -v1(1 - 2

)

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v1

 

v1>v2

( 1)

 

 

( 2).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v1=2v2, v1¢=0 ( ).

 

 

v2<v1<2v2, v1¢<v1,

, v2 ( v1).

 

 

v1>2v2, v1¢= –av1 ( 0<a<1),

v2 ( v1) .

( )

v»107 .

~3×103 ,

.

( ). ,

, ( )

– ,

, 2=2 .

“ ”, D2O,

= 0.

1-

( 7) v1¢ =

m

- 2m

v = -

m

v = -

1

v .

m

+ 2m

3m

 

 

 

3

, 2-

112

14

¢

 

1

¢

 

1

 

1

 

1

 

¢

 

1

 

=

 

=

3

×

3 v =

32

v , n-

=

3n

v .

v2

3 v1

vn

,

( ):

v

= 3n Þ lg

v

= lg 3n

Þ n =

lg(v / v¢n )

=

lg(107 / 3 ×103 )

=

3,4771

= 7,3 » 7 .

¢

¢

 

 

 

 

 

 

lg3

 

lg 3

0,4771

 

vn

 

vn

 

 

 

 

,

.

§3.

, ,

, .

,

 

 

 

m1v1+m2v2=(m1+m2)v¢,

(9)

(m1+m2) – ,

), v¢– :

¢

 

m1v1

+ m2v2

 

 

v

=

 

 

= vc .

(10)

m1

+ m2

 

 

 

 

, v¢ – ( ) ,

,

( ).

, Q

( ).

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

m v2

 

 

m v2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

=

 

1 1

+

 

 

2 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( (10)):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¢2

 

m1 + m2

 

 

(m1v1 + m2v2 )

2

 

(m1v1

+ m2v2 )

2

 

 

 

 

E

 

=

(m1 + m2 )v

=

×

 

=

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

(m

+ m

)2

 

 

2(m + m

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

 

 

 

 

 

Q = E

-

 

 

 

m v2

+ m v2

 

 

(m v + m v

)2

 

1 m m

 

 

 

2

 

 

m

2

 

 

 

=

1 1

 

2 2

-

 

 

1 1

2 2

 

=

 

 

 

 

1 2

(v

- v

)

 

=

 

(Dv)

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2(m1 + m2 )

2 (m1 + m2 )

1

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

µ – .

0,

. ,

, .

,

.

113

14

, , ,

:

ì(m + m )v

 

 

¢

 

 

¢

 

 

 

= m v

+ m v

 

 

 

ï

1

2

1

1

2

2

¢2 ,

í

 

(m1 + m2 )v

2

 

 

¢2

 

U +

 

=

m1v1

 

+

m2v2

 

 

 

 

 

ï

 

2

 

 

 

2

 

 

2

 

î

 

 

 

 

 

 

 

U – , , ,

( , ),

.

.

,

, , , .

2- 2 , v2=0, 1

v1. ( )

:

Q = DE =

1

 

m1m2

 

v2

=

m2

 

E

= a

,

(11)

 

 

 

 

 

 

2 (m + m ) 1

 

(m + m ) 1

1

 

 

 

1

2

 

 

1

2

 

 

 

 

a<1 , 1

( ). (1-a) 1

. a,

. , 2

1 ( . 11).

) m2>>m1, 1 Q»D

: , ,

.

) m2<<m1, 0 Q»0, »

( ) :

.

§4.

.

.

) :

m0c

2

¢ 2

,

hn

¢ ¢

(11)

 

 

 

+ hn = m c

c

= m v

 

 

 

 

 

 

:

¢

= m0 +

hn

 

¢

 

hn

 

hn

 

 

 

chn

» c

hn

 

 

 

 

 

,

=

¢

=

 

hn

=

 

 

 

 

2 .

(12)

m

 

2

v

 

 

2

 

 

 

 

c

 

 

 

 

m c

 

m0c +

 

 

 

m0c

 

+ hn

 

m0c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

114

14

hv<<m0c2 ( ),

(12) .

( 0)

E

=

m0 v¢2

=

m0

(

hn

)2

=

(hn)2

.

(13)

 

 

 

 

 

2

 

2 m0c

 

2m0c 2

 

 

 

 

 

, ,

.

( , ,

, )

,

– .

(

), – (1960 .)

:

, , ,

).

.

. ,

,

. ,

. 1)

,

, , . 2)

. 1-

, . –

, ,

,

, ,

. – .

s, , ,

:

s =

1

ln

I0

,

([s] =

1

 

=

1

= 2 )

 

 

[n]×[x]

 

 

nx I

 

 

− 3

n – , ( ),0 – =0 ( ), –

,

.

115

15

15.

. .

. .

, .

. .

. .

§1.

,

( ),

:

 

dvc

 

dN

 

 

åmi vi

 

 

1

 

m

= F;

= M ,

vc =

i

vc

=

òvdm . (1)

 

 

 

 

åmi

 

 

 

 

dt

dt

 

 

 

m V

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

,

: 1) vi 2) r

,

. , ,

3 . 6

, .

§2. .

) Z . v =0, (1)

. .

.

Z ,

, ,

ri ( . 1).

F ,

,

. 1 . F

3 ( . ): Fn

( ri), F|| ,

Z , ,

F, F . F =Fi

= ri×Fi ( , sin900=1)

, (“ ”) :

116

 

15

dAi =Fidli = Fi×rida = Mida A = åMi da = Mda .

 

|M|

i

α

, ,

 

, ( 2- ,

Fi=miai):

M = åriFi = r1m1a1+ r2m2a2+ … = {a = r} = (m1r12 + m2r22 + …) =

= (I1+I2+ …) = I.

(2)

: I =m ×r 2

. – .

( ) , ,

I= åIi = åmiri2 .

ii

(2) .

, , .

(2), .1, z,

Z, :

z = Iz

(2 )

e w,

Z :

Mz

= Iz = I

d

 

.

(3)

dt

 

 

 

 

(3)

. 2-

:

( ) , .

) ( “ ”),

( const),

r . 2- (3)

, :

M =

d

(I × ) Mdt = d(I × ) –

(4)

 

 

dt

 

,

( , : Fdt=dp).

=0, ×w = const,

( )

:

1w1 = 2w2.

(4 )

( : )

117

 

 

15

 

, w=N ( )

(4)

(1),

 

,

r v=wr:

 

Iw = mr 2

v

= r ×mv = r × p = N .

(5)

 

 

r

 

1.

I = åmiri2 – ,

 

,

 

. , e.

2.

I = åIi

– : =

 

.

 

3.

I = åmiri2 ,

 

 

,

4.

 

 

I = òr2dm

.

(6)

.

 

,

, (

, ).

0, r

0, w -

( 0) ( .2).

 

 

 

 

 

 

 

 

v =w×r ,

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N = å i ´ mivi

 

 

= åmi i ´ ( ´ i ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= åmiri2 - åmi i ( i × ) .

 

 

 

A×(B×C)=B(A×C)-C(A×B)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. 2

 

 

ìNx

= wx åmiri2 - åmi xi ( i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

× )

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

ï

 

= wy åmiri2 - åmi yi ( i

× ) ;

 

(r ×w) w w +z wz ,

 

 

 

 

íNy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

= w

 

 

m r2

-

 

m z (

× )

 

 

2

2

2

2

 

 

 

 

ïN

z

z å

 

 

 

 

ri

 

= xi

+ yi

+ zi

 

 

 

 

î

 

 

 

i

i

 

å

i i

i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ìNx = åmi (ri2 - xi2 ) × wx - åmi xi yi ×wy - åmi xi zi × wz

 

 

 

 

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï

 

= -åmi yi xi

×wx

+ åmi (ri2 - yi2 ) ×wy - åmi yi zi ×wz .

(7)

 

íNy

 

ï

 

= -

å

m z x

×w

 

-

å

m z

y

×w

 

+

 

m (r2

- z2 ) ×w

 

 

 

 

 

ïN

z

x

y

 

z

 

 

 

 

î

 

i i i

 

 

 

 

i i

i

 

 

å i i

 

i

 

 

 

 

 

118

15

N – , ( ) w

(N=Iw). :

Ixx = åmi (r2i - xi2 ) = åmi (xi2 + yi2 + zi2 - xi2 ) = åmi (yi2 + zi2 ) ;

Iyy = åmi (xi2 + zi2 ) ,

Izz = åmi (xi2 + yi2 ) ;

(8)

.

 

Ixy = Iyx = -åmi xi yi ;

Ixz = Izx = -åmi xi zi ; Iyz = Izy = -åmi yi zi .

(9)

.

(7) :

ìNx = Ixx ×wx + Ixy ×wy + Ixz × wz

 

ï

 

= Iyx ×wx + Iyy ×wy + Iyz ×wz .

(7 )

íNy

ï

 

= I

 

×w

 

+ I

 

×w

 

+ I

 

×w

 

 

ïN

z

zx

x

zy

y

zz

z

 

î

 

 

 

 

 

 

 

: N

( )

w.

j ,

 

æI

xx

I

xy

I

ö

 

 

ç

 

 

xz ÷

 

:

I = çIyx

Iyy

Iyz ÷.

(10)

 

ç

 

Izy

 

÷

 

 

è Izx

Izz ø

 

– : ,

, ,

,

. (

), :

( ) ( ).

=0, ,

.

,

, .

,

( 1, 2, 3).

(

), .

. ,

3 ( 1 2 3) –

( ,

). 2 , 3- – ( 1 2 3), ( ,

). 3 ( 1 2 3),

119

15

( ) (

).

,

. ,

, .

,

, .

§3. .

.

.3). , .

zz. dm r

Z. (6) :

Izz = òr 2dm =ò(x2 + y2 )dm =ò(x2 + y2 )r(x, y, z)dV = rò(x2 + y2 )dxdydz . (11)

(dm)-

dxdy.

.

dV=2cdxdy,

 

-

dm=rdV=r2cdxdy,

 

 

 

Z.

 

dIzz =2 r( 2+ 2)dxdy.

. 3 zz 2 ,

2 dy:

 

 

 

 

 

 

 

a

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

æ a

2

 

a

 

2

 

 

 

ö

 

 

 

 

dIzz = 2rc ò(x

+ y

 

 

 

 

ç

 

 

dx + òy

 

 

 

÷

=

 

 

 

 

 

 

)dxdy = 2rcdyç

 

òx

 

dx ÷

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è

a

 

 

a

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

æ

 

3

 

a

 

 

 

ö

 

æ a

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ö

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ç x

 

 

 

 

 

 

 

2

 

a ÷

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

4

3

2

 

 

 

 

 

 

+ y x

 

 

 

 

ç

 

 

 

+

 

 

 

 

+ y a - (-y a)

÷

= (

 

rca

+ 4rcay )dy .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2rcdyç

 

 

 

 

a ÷

= 2rcdyç

 

 

 

 

 

 

÷

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

è 3

 

a

 

 

 

ø

 

è 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

:

 

Izz

 

 

 

b

4

rca3 + 4rcay2 )dy =

4

rc(a2a)2b +

4

rc2a(b2b) =

 

= ò(

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1

r ×(2a)(2b)(2c) ×(a2 + b2 )

Þ Izz

=

1

m(a2 + b2 ) .

(11 )

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

:

Ixx

=

m(c2 + b2 ) ,

 

 

Iyy

=

m(a2 + c2 ) .

 

 

(11 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]