Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ТЕРМЕХ.docx
Скачиваний:
34
Добавлен:
26.04.2019
Размер:
396.7 Кб
Скачать

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.