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(知识点)动量矩定理的第十三章

更新时间:2024-02-09 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

这就是粒子定理的矩。 粒子系统中的每个粒子都遵守粒子的动量矩定理。 因此,对于系统中的每个粒子,对于同一个固定的力矩中心,由于内力总是成对作用在粒子系统上,因此G是一对内力在任意点的力矩矢量。 其和始终等于零,因此所有内力的力矩之和也始终等于零,即M表示不动点O上所有外力的力矩矢量和(即主力矩),注意上式左端可改写为(13-8) 将上式投影到固定坐标轴系上,可得(13-9)。 可见,粒子系统对固定点(或固定轴)的动量矩随时间的变化率等于作用在粒子系统上的所有外力。 同一点(或同一轴)处的力矩矢量和(或代数和)。 这就是粒子系统的动量矩定理。 为了避免误解,经常省略外力的附录(e)。 现在讨论动量矩守恒的情况: = 常数向量 (2) 若 M = 常数,可见在运动过程中,如果所有作用在质点系统上的外力都有其不动点的主矩(或定轴)始终等于零,则质点(或轴)的动量矩保持不变。 这就是粒子系统动量矩守恒原理,解释了粒子系统动量矩守恒的条件。 例13-1 例13-2 例13-3 例13-4 例13-513-3 刚体的定轴旋转微分方程 假设刚体在主力F的作用下旋转(图13-7)。 同时,轴承产生的反作用力NB自动消除)。 图13-7 由式(13-5)可知动量矩表达式,刚体相对于旋转轴z的动量矩L(13-11),即固定物体的转动惯量的乘积轴旋转刚体相对于旋转轴的角加速度,等于作用在刚体上的外力。 转轴的主力矩。M5u物理好资源网(原物理ok网)

这是刚体的定轴旋转微分方程。 式(13-11)与质点直线运动微分方程的形式类似。 可见,当不同的旋转刚体受到相同的外力矩M时,其值越小。 这样,转动惯量就表达了刚体旋转时惯性的量度。 例13-713-4 存在中心力时的面积速度定理 动量矩定理也广泛用于研究粒子和恒星的运动。 在那里我们遇到了粒子在精神力影响下运动的问题。 其作用线总是经过一个固定中心的力称为居中力,这个中心称为力中心。 当向心力F指向力O中心时,为引力(图13-10(a)),当远离力中心O时,为斥力(图13-10(a)) b))。 向心力的大小通常仅由质点距力心O的距离决定,可以表示为已知的r函数:F=f(r)。 太阳对行星的引力以及原子核对附近粒子的力(引力或排斥力)都是中心力的例子。 精神力影响下的粒子运动有一些基本特征。 由于作用于质点A相对于不动点O的动量矩L=常数向量(13-12)动量矩表达式,可得以下两个结论: 方向 直径r和速度v组成的平面的方向保持不变。 可见,在中心力的作用下,质点作平面曲线运动。 mrrmv 的符号由右手定则确定。 现在,动量矩L常数(13-13)表示为三角形OAB(这个三角形的底OA)面积的两倍,OAB就是粒子A在单位时间内扫过的面积。 因此,数量C/2称为质点A的面积速度。因此,条件(13-13)可以表述为:在中心力的作用下,质点的面积M5u物理好资源网(原物理ok网)

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