- •Динамика точки. Основные понятия и определения.
- •Законы динамики
- •Дифференциальные уравнения движения точки
- •Задачи динамики для свободной и несвободной материальной точки. (Первая и вторая задачи динамики)
- •Теория колебаний Классификация сил в тории колебаний. Свободные, затухающие и вынужденные колебания.
- •Вынужденные колебания.
- •Тогда, учитывая обозначение, приведем уравнение движения к виду
- •Таким образом, искомое частное решение будет
- •Меры Механического движения Кинетическая энергия
- •Количество движения
- •Момент количества движения (кинетический момент)точки и системы Главный момент количеств движения системы.
- •Кинетическая энергия тела при различных видах его движения
- •Выражение кол-ва движения системы через ее массу и скорость центра масс
- •Кинетический момент вращающегося тела относительно оси вращения
- •Меры действия сил Элементарная работа
- •Работа силы на конечном перемещении
- •Теорема о работе равнодействующей
- •Вычисление работы в некоторых частных случаях: работа постоянной силы на прямолинейном перемещении, работа сил тяжести
- •Работа силы, приложено к вращающемуся телу
- •Работа силы трения при качении без скольжения
- •Работа внутренних сил
- •Мощность силы
- •Элементарный и полный импульс силы
- •Общие теоремы динамики Теорема об изменении кинетической энергии, теорема мощностей
- •Мощность.
- •Теорема об изменении кол-ва движения Теорема об изменении количества движения точки
- •Количество движения системы.
- •Беря от обеих частей производную по времени, получим
- •Теорема об изменении количества движения.
- •Законы сохранения кол-ва движения
- •Теорема об изменении кинетического момента системы Главный момент количеств движения системы.
- •Теорема об изменении главного момента количеств движения системы (теорема моментов).
- •Законы сохранения – следствия
- •Принцип д’Аламбера Принцип Даламбера для матер точки и механич системы
- •Главный вектор и главный момент сил инерции
Главный вектор и главный момент сил инерции
Система
сил инерции твёрдого тела можно заменить
одной силой, равной
и
приложенной в центре О, и парой с
моментом, равным
.
Главный вектор системы сил, как известно,
не зависит от центра приведения и может
быть вычислен заранее. Т.к.
,
то
(2)
Следовательно, главный вектор сил инерции тела, совершающего любое движение, равен произведению массы тела на ускорение его центра масс и направлен противоположно этому ускорению.
Если ускорение разложить на касательное и нормальное, то вектор разложиться на составляющие
,
.
Главный момент сил инерции найдём для некоторых частных случаев:
1.
Поступательное движение. В
этом случае тело никакого вращения
вокруг центра масс С не имеет.
Отсюда заключаем, что
,
и равенство (1) даёт
.
Следовательно, при поступательном движении силы инерции твёрдого тела приводят к одной равнодействующей, равной и проходящей через центр масс тела.
2. Плоскопараллельное движение. Пусть тело имеет плоскость симметрии и движется параллельно ей. Вследствие симметрии главный вектор и результирующая пара сил инерции, так же как и центр масс С тела, лежат в плоскости симметрии.
Тогда,
помещая центр приведения в точке С,
получим из равенства (1)
.
С другой стороны
.
Отсюда заключаем, что
(3)
Таким
образом, в рассмотренном случае движение
системы сил инерции приводится к
результирующей силе, равной
[формула
(2)] и приложенной в центре масс С тела
(рис.32), и к лежащей в плоскости симметрии
тела паре, момент которой определяется
формулой (3). Знак минус в формуле
показывает, что направление
момента
противоположно
направлению углового ускорения тела.
3. Вращение
вокруг оси, проходящей через центр масс
тела. Пусть
опять тело имеет плоскость симметрии,
а ось вращения СZперпендикулярна
к этой плоскости и проходит через центр
масс тела. Тогда данный случай будет
частным случаем предыдущего. Но при
этом
, а
следовательно, и
.
Таким образом, в рассмотренном случае система сил инерции приводится к данной паре, лежащей в плоскости, перпендикулярной к оси вращения тела, и имеющей момент
.
При решение задач по формулам (1) и (3) вычисляются модули соответствующих величин, а направление их указывают на чертеже.
