Главный вектор количеств движения механической системы

Количество движения

§1. Количество движения системы (импульс системы)

Количество движения (импульс тела) – векторная физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость:

Импульс (количество движения) – одна из самых фундаментальных характеристик движения тела или системы тел.

Запишем II закон Ньютона в другой форме, учитывая, что ускорение Тогда следовательно

Произведение силы на время ее действия равно приращению импульса тела:

Где — импульс силы, который показывает, что результат действия силы зависит не только от ее значения, но и от продолжительности ее действия.

Количеством движения системы (импульсом) будем называть векторную величину , равную геомет­рической сумме (главному вектору) количеств движения (импульсов) всех точек системы (рис.2):

Из чертежа видно, что независимо от величин скоростей точек системы (если только эти скорости не параллельны) вектор может принимать любые значения и даже оказаться равным нулю, когда многоугольник, построенный из векторов

, замкнется. Следова­тельно, по величине нель­зя полностью судить о ха­рактере движения системы.

Рис.2. Количество движения системы

§2. Теорема об изменении количества движения (импульса)

Пусть на тело массой m в течение некоторого малого промежутка времени Δt действовала сила Под действием этой силы скорость тела изменилась на Следовательно, в течение времени Δt тело двигалось с ускорением:

Из основного закона динамики (второго закона Ньютона) следует:

Следовательно, алгебраическое приращение количества движения материальной точки при прямолинейном движении за время ∆t равна импульсу действующей силы за тот же промежуток времени.

§3. Закон сохранения количества движения (закон сохранения импульса)

Из теоремы об изменении количества движения системы можно получить следую­щие важные следствия:

1) Пусть сумма всех внешних сил, действующих на замкнутую систему, равна нулю:

Главный вектор количеств движения механической системы

Тогда из уравнения следует, что Q==const. Таким образом, если сумма всех внешних сил, действующих на замкнутую систему, равна нулю, то вектор количества движения (импульса) системы будет постоянен по модулю и направлению.

2) Пусть внешние силы, действующие на систему, таковы, что сумма их проекций на какую-нибудь ось (например Оx) равна нулю:

Тогда из уравнения следует, что при этом Qx=const. Таким образом, если сумма проекций всех действующих внешних сил на какую-нибудь ось равна нулю, то проекция количества движения (импульса) системы на эту ось есть величина постоянная.

Эти результаты и выражают закон сохранения количества движения системы: при любом характере взаимодействия тел, образующих замкнутую систему, вектор полного импульса этой системы все время остается постоянным.

Из них следует, что внутренние силы изменить суммарное количество движения системы не могут.

Закон сохранения полного импульса изолированной системы – это универсальный закон природы. В более общем случае, когда система незамкнута, из следует, что полный импульс незамкнутой системы не остается постоянным. Его изменение за единицу времени равно геометрической сумме всех внешних сил.

Рассмотрим неко­торые примеры:

а) Явление отдачи или отката. Если рассматривать винтовку и пулю как одну систему, то давление пороховых газов при выстреле будет силой внутренней. Эта сила не может изменить суммарное количество движения системы. Но так как пороховые газы, действуя на пулю, сообщают ей некоторое количество движения, направленное вперед, то они одновременно должны сообщить винтовке такое же количество движения в обратном направлении. Это вызовет движение винтовки назад, т.е. так называемую отдачу. Аналогичное явление получается при стрельбе из орудия (откат).

б) Работа гребного винта (пропеллера). Винт сообщает некоторой массе воздуха (или воды) движение вдоль оси винта, отбрасывая эту массу назад. Если рассматривать отбрасываемую массу и самолет (или судно) как одну систему, то силы взаимодействия винта и среды как внутренние не могут изменить суммарное коли­чество движения этой системы. Поэтому при отбрасывании массы воздуха (воды) назад самолет (или судно) получает соответствующую скорость движения вперед, такую, что общее количество движения рассматриваемой системы останется равным нулю, так как оно было нулем до начала движения.

Аналогичный эффект достигается действием весел или гребных колес.

в) Реактивное движение. В реактивном снаряде (ракете) газообразные продукты горения топлива с большой скоростью выбрасываются из отверстия в хвостовой части ракеты (из сопла реактивного двигателя). Действующие при этом силы давления бу­дут силами внутренними, и они не могут изменить суммарное коли­чество движения системы ракета — продукты горения топлива. Но так как вырывающиеся газы имеют известное количество движения, на­правленное назад, то ракета получает при этом соответствующую скорость движения вперед.

Вопросы для самопроверки:

— Что называется количеством движения механической системы?

— Как формулируется теорема об изменении количества движения системы?

— Запишите математическое выражение теоремы об изменении количества движения механической системы в дифференциальной и интегральной форме.

— В каком случае количество движения механической системы не изменяется?

— Как определяется импульс переменной силы за конечный промежуток времени? Что характеризует импульс силы?

— Чему равны проекции импульса постоянной и переменной силы на оси координат?

— Чему равен импульс равнодействующей?

— Как изменяется количество движения точки, движущейся равномерно по окружности?

— Что называется количеством движения механической системы?

— Чему равно количество движения маховика, вращающегося вокруг неподвижной оси, проходящей через его центр тяжести?

— При каких условиях количество движения механической системы не изменяется? При каких условиях не изменяется его проекция на некоторую ось?

— Почему происходит откат орудия при выстреле?

— Могут ли внутренние силы изменить количество движения системы или количество движения ее части?

— От каких факторов зависит скорость свободного движения ракеты?

— Зависит ли конечная скорость ракеты от времени сгорания топлива?

Видео:27. Теорема об изменении главного вектора количества движения механической системыСкачать

27. Теорема об изменении главного вектора количества движения механической системы

Теоремы об изменении количества движения и о движении центра масс в теоретической механике

Содержание:

Количество движения точки и системы:

Одной из мер движения точки или системы является количество их движения.

Количеством движения материальной точки Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

Количество движения точки в физике часто называют импульсом материальной точки.

Проекции количества движения точки на прямоугольные декартовы оси координат:

Главный вектор количеств движения механической системы

Размерность количества движений в СИ — Главный вектор количеств движения механической системыили Главный вектор количеств движения механической системы. Количеством движения системы Главный вектор количеств движения механической системыназывают векторную сумму количеств движений отдельных точек систем, т. е.

Главный вектор количеств движения механической системы

и, следовательно, проекции количества движения системы на прямоугольные декартовы оси координат

Главный вектор количеств движения механической системы

Вектор количества движения системы Главный вектор количеств движения механической системыв отличие от вектора количества движения точки Главный вектор количеств движения механической системыне имеет точки приложения. Вектор количества движения точки считается приложенным в самой движущейся материальной точке, а вектор Главный вектор количеств движения механической системыявляется свободным вектором.

Видео:Количество движения системы ЗадачиСкачать

Количество движения системы  Задачи

Вычисление количества движения системы

Количество движения системы можно выразить через массу системы Главный вектор количеств движения механической системыи скорость центра масс Главный вектор количеств движения механической системы:

Главный вектор количеств движения механической системы

В проекциях на прямоугольные декартовы оси соответственно

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— координаты центра масс системы. Выведем формулу (6):

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— радиус-вектор Главный вектор количеств движения механической системы-й точки системы (рис. 40).

Главный вектор количеств движения механической системы

Рис. 40

По формуле для радиуса-вектора центра масс,

Главный вектор количеств движения механической системы

Подставляя значение статического момента массы (8) в (7), имеем

Главный вектор количеств движения механической системы

так как масса системы Главный вектор количеств движения механической системыне изменяется при движении системы.

Видео:Момент количества движенияСкачать

Момент количества  движения

Элементарный и полный импульсы силы

Действие силы Главный вектор количеств движения механической системына материальную точку в течение времени Главный вектор количеств движения механической системыможно охарактеризовать так называемым элементарным импульсом силы Главный вектор количеств движения механической системы. Полный импульс силы Главный вектор количеств движения механической системыза время Главный вектор количеств движения механической системы, или импульс силы Главный вектор количеств движения механической системы, определяют по формуле

Главный вектор количеств движения механической системы

Проекции импульса силы на прямоугольные оси координат выражаются формулами

Главный вектор количеств движения механической системы

Единица импульса силы — Главный вектор количеств движения механической системы.

Видео:Меры движения точки и системыСкачать

Меры движения точки и системы

Теорема об изменении количества движения точки

Дифференциальное уравнение движения материальной точки под действием силы Главный вектор количеств движения механической системыможно представить в следующей векторной форме:

Главный вектор количеств движения механической системы

Так как масса точки Главный вектор количеств движения механической системыпринята постоянной, то ее можно внести под знак производной. Тогда

Главный вектор количеств движения механической системы

Формула (10) выражает теорему об изменении количества движения точки в дифференциальной форме: первая производная по времени от количества движения точки равна действующей на точку силе.

В проекциях на координатные оси (10) можно представить в виде

Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

Рис. 41

Если обе части (10) умножить на Главный вектор количеств движения механической системы, то получим другую форму этой же теоремы — теорему импульсов в дифференциальной форме:

Главный вектор количеств движения механической системы

т. е. дифференциал от количества движения точки равен элементарному импульсу силы, действующей на точку.

Проецируя обе части (11) на координатные оси, получаем

Главный вектор количеств движения механической системы

Интегрируя обе части (11) в пределах от нуля до Главный вектор количеств движения механической системы(рис. 41), имеем

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— скорость точки в момент Главный вектор количеств движения механической системы; Главный вектор количеств движения механической системы— скорость при Главный вектор количеств движения механической системы; Главный вектор количеств движения механической системы—импульс силы за время Главный вектор количеств движения механической системы.

Выражение в форме (12) часто называют теоремой импульсов в конечной (или интегральной) форме: изменение количества движения точки за какой-либо промежуток времени равно импульсу силы за тот же промежуток времени. В проекциях на координатные оси эту теорему можно представить в следующем виде:

Главный вектор количеств движения механической системы

Для материальной точки теорема об изменении количества движения в любой из форм, по существу, не отличается от дифференциальных уравнений движения точки.

Видео:Момент количества движения системыСкачать

Момент количества движения системы

Теорема об изменении количества движения системы

Аналогично тому, как для одной материальной точки, выведем теорему об изменении количества движения для системы в различных формах. Пусть к точкам системы приложены внешняя и внутренняя силы. Тогда для каждой точки можно применить теорему об изменении количества движения, например в форме (10) (см. рис. 40):

Главный вектор количеств движения механической системы

Суммируя по всем точкам системы правые и левые части этих соотношений и учитывая, что сумма производных равна производной от суммы, получаем

Главный вектор количеств движения механической системы

Так как, по свойству внутренних сил и определению количества движения системы,

Главный вектор количеств движения механической системы

то приведенное соотношение можно представить в виде

Главный вектор количеств движения механической системы

Выражение (13) является теоремой об изменении количества движения системы в дифференциальной форме: производная по времени от количества движения системы равна векторной сумме всех внешних сил, действующих на систему. В проекциях на прямоугольные декартовы оси координат

Главный вектор количеств движения механической системы

т. е. производная по времени от проекции количества движения системы на какую-либо координатную ось равна сумме проекций всех внешних сил системы на ту же ось.

Умножая обе части (13) на Главный вектор количеств движения механической системы, получаем теорему импульсов для системы в дифференциальной форме:

Главный вектор количеств движения механической системы

т. е. дифференциал количества движения системы равен векторной сумме элементарных импульсов всех внешних сил, действующих на систему. В проекциях на координатные оси эта теорема примет вид

Главный вектор количеств движения механической системы

Вычисляя интегралы от обеих частей (14) по времени- от нуля до получаем теорему импульсов для системы в конечной или интегральной форме:

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— количество движения системы в момент Главный вектор количеств движения механической системы; Главный вектор количеств движения механической системы— количество движения в момент Главный вектор количеств движения механической системы; Главный вектор количеств движения механической системы— импульс внешней силы, действующей на Главный вектор количеств движения механической системы-ю точку за время Главный вектор количеств движения механической системы; Главный вектор количеств движения механической системы.

Теорема импульсов для системы в конечной форме формулируется так: изменение количества движения системы за какое-либо время равно векторной сумме всех импульсов внешних сил, действующих на систему за то же время. В проекциях на прямоугольные оси согласно (15) имеем:

Главный вектор количеств движения механической системы

Внутренние силы системы не входят явно в теорему об изменении количества движения системы в любой из форм и, следовательно, не влияют непосредственно на изменение количества движения системы. Они могут влиять на изменение количества движения только неявно через внешние силы.

Из теоремы об изменении количества движения для точки и системы при некоторых условиях для внешних сил можно получить так называемые первые интегралы системы дифференциальных уравнений точки и системы. Эти первые интегралы называют законами сохранения количества движения или проекции количества движения на ось. Рассмотрим эти законы сохранения для точки и системы одновременно, считая материальную точку механической системой, состоящей из одной точки.

Законы сохранения количества движения

Законы сохранения количества движения системы получаются как частные случаи теоремы об изменении количества движения для системы в зависимости от особенностей системы внешних сил, приложенных к рассматриваемой механической системе, а для одной точки — от особенностей сил, действующих на точку. Внутренние силы при этом могут быть любыми, так как они явно не влияют на изменение количества движения системы.

Возможны два частных случая.

1. Если векторная сумма всех внешних сил, приложенных к системе, равна нулю, т. е. Главный вектор количеств движения механической системы, то из теоремы об изменении количества движения системы, например в форме (13), следует, что

Главный вектор количеств движения механической системы

Этот закон (точнее, частный случай теоремы) формулируется так: если главный вектор внешних сил системы равен нулю, то количество движения системы постоянно по величине и направлению. В проекциях на координатные оси, по этому закону,

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— постоянные величины.

В соотношения (16) и (16′) входят производные от координат точек по времени не выше первого порядка и не входят вторые производные от этих координат. Следовательно, эти соотношения являются первыми интегралами дифференциальных уравнений системы (3).

2. Если равна нулю проекция главного вектора внешних сил на какую-либо координатную ось Главный вектор количеств движения механической системы, т. е. Главный вектор количеств движения механической системы, то из (13′) имеем

Главный вектор количеств движения механической системы

Выражение (17) является законом сохранения проекции количества движения системы: если проекция главного вектора всех внешних сил системы на какую-либо ось равна нулю, то проекция количества движения на ту же ось является постоянной величиной.

Применим закон сохранения количества движения системы для объяснения принципа реактивного движения. Пусть, например, система состоит из двух сочлененных твердых тел, находящихся в покое и свободных от действия внешних сил. Тогда для рассматриваемой системы количество движения все время постоянно и равно нулю. Допустим, что при взрыве пиропатрона (действие внутренних сил) первому телу массой Главный вектор количеств движения механической системысообщена скорость Главный вектор количеств движения механической системы. Тогда скорость второго тела массой Главный вектор количеств движения механической системыопределится из закона сохранения количества движения

Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

т. е. второе тело движется в сторону, противоположную первому телу. Если его движению препятствует какая-либо связь, то рассматриваемое тело давит на эту связь с некоторой силой по направлению скорости Главный вектор количеств движения механической системы. Эту силу называют реактивной. В реактивных двигателях она создается за счет истечения газа с большой скоростью (около Главный вектор количеств движения механической системы) из сопла двигателя.

Теорему об изменении количества движения в той или другой форме удобно применять для решения задач именно в рассмотренных частных случаях, хотя в некоторых случаях ее применяют и в общем случае. Отметим, что внутренние силы не влияют на изменение количества движения в изолированных системах, т. е. в системах, которые не соприкасаются с другими телами, не принадлежащими к рассматриваемой системе, или окружающей систему материальной средой.

В неизолированных механических системах внутренние силы, вызывая движение отдельных частей системы вследствие взаимодействия с внешними телами или окружающей материальной средой, могут вызвать внешние силы в виде сил реакций связей или изменения активных сил, которые могут изменить количество движения системы.

Количество движения системы может зависеть от внутренних сил только неявно, через внешние силы.

Главный вектор количеств движения механической системы

Рис. 42

Пример №1

Через изогнутую под прямым углом трубу постоянного сечения за 1 с протекает жидкость массой Главный вектор количеств движения механической системы(рис. 42). Скорость течения жидкости Главный вектор количеств движения механической системыпостоянна, т. е. одна и та же у всех частиц жидкости. Определить силу, с которой жидкость давит на участок трубы вследствие поворота потока на прямой угол.

Решение:

Применим к объему жидкости, заключенному между стенками трубы и поперечными сечениями 1 и 2, теорему об изменении количества движения в форме теоремы импульсов за промежуток времени, равный 1 с. За секунду точки жидкости из сечения 1 сместятся на расстояние Главный вектор количеств движения механической системыи займут положение 1′, а точки жидкости из сечения 2 займут положение 2′. По теореме импульсов для выделенного объема жидкости имеем

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— количество движения жидкости, заключенной между сечениями 1 и 2; Главный вектор количеств движения механической системы— количество движения жидкости, заключенной между сечениями 1′ и 2′; Главный вектор количеств движения механической системы—главный вектор распределенных сил, с которыми стенки трубы действуют на выделенный объем жидкости.

Так как в общей части объема жидкости количества движения, входящие в Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системы, взаимно уничтожаются при их вычитании, то из (а) получаем

Главный вектор количеств движения механической системы

Сила давления жидкости Главный вектор количеств движения механической системына стенки трубы по закону о равенстве действия и противодействия выразится в виде

Главный вектор количеств движения механической системы

Проецируя (б) на оси координат, получаем

Главный вектор количеств движения механической системы

так как Главный вектор количеств движения механической системы. После этого

Главный вектор количеств движения механической системы

Направление силы давления жидкости Главный вектор количеств движения механической системыуказано на рисунке.

Главный вектор количеств движения механической системы

Рис. 43

Если бы через сечение 1 жидкость не поступала, а образовывалась внутри трубы, как в реактивном двигателе образуются газы после сгорания топлива, а через сечение 2 она выходила (рис. 43), то сила Главный вектор количеств движения механической системы, согласно (б), имела бы значение Главный вектор количеств движения механической системы.

Эта сила Главный вектор количеств движения механической системыявляется частью реактивной силы двигателя вследствие выброса продуктов сгорания из двигателя, являющегося источником газа. Другая часть реактивной силы двигателя, равная Главный вектор количеств движения механической системы, получается за счет разности давлений Главный вектор количеств движения механической системы, в струе выходящего из сопла газа и давления в среде Главный вектор количеств движения механической системы, куда выходит из двигателя газ. Здесь Главный вектор количеств движения механической системы— площадь выходного сечения сопла.

Полная реактивная сила двигателя

Главный вектор количеств движения механической системы

По направлению реактивная сила Главный вектор количеств движения механической системывсегда противоположна скорости v выходящего из двигателя газа. Для получения большой скорости выходящего газа сопло двигателя следует расширять по направлению к выходному его сечению при сверхзвуковых скоростях истечения газа.

Видео:§4.3. Главный вектор и главный момент сил инерцииСкачать

§4.3. Главный вектор и главный момент сил инерции

Теорема о движении центра масс системы

Следствием теоремы об изменении количества движения системы является теорема о движении центра масс системы. По теореме об изменении количества движения системы (13),

Главный вектор количеств движения механической системы

Но количество движения системы можно вычислить по формуле (6):

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— скорость центра масс; Главный вектор количеств движения механической системы— масса системы.

Подставляя (6) в (13) и учитывая, что масса системы постоянна, получаем теорему о движении центра масс в векторной форме:

Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— ускорение центра масс.

Главный вектор количеств движения механической системы

Рис. 44

Теорема о движении центра масс формулируется так: центр масс системы движется так же, как и материальная точка, масса которой равна массе всей системы, если на точку действуют все внешние силы, приложенные к рассматриваемой механической системе.

Проецируя (18) на прямоугольные декартовы оси координат (рис. 44), получаем дифференциальные уравнения движения центра масс:

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы— координаты центра масс.

Из теоремы о движении центра масс можно получить следствия, аналогичные законам сохранения количества движения и проекции количества движения на ось.

1. Если главный вектор внешних сил, действующих на систему, равен нулю, т. е. Главный вектор количеств движения механической системы, то из (18) следует, что ускорение центра масс Главный вектор количеств движения механической системыравно нулю, а следовательно, скорость центра масс Главный вектор количеств движения механической системыявляется постоянной по модулю и направлению, т. е. центр масс движется прямолинейно и равномерно по инерции или находится в покое. Если, в частности, в начальный момент он находится в покое, то он покоится в течение всего времени, пока главный вектор внешних сил равен нулю.

2. Если проекция, например на ось Главный вектор количеств движения механической системы, главного вектора внешних сил, действующих на систему, равна нулю, т. е.

Главный вектор количеств движения механической системы

то из (18′) следует, что проекция ускорения Главный вектор количеств движения механической системыцентра масс на эту ось равна нулю, а следовательно, проекция скорости центра масс является постоянной величиной, т. е. Главный вектор количеств движения механической системы.

Главный вектор количеств движения механической системы

Рис. 45

Если дополнительно в начальный момент Главный вектор количеств движения механической системы, то тогда Главный вектор количеств движения механической системы, т. е. координата Главный вектор количеств движения механической системыцентра масс не изменяется при движетении системы.

Внутренние силы не влияют явно на движение центра масс. Они могут влиять только неявно, через внешние силы. Следовательно, одними внутренними силами, без внешних, нельзя вывести из равновесия или изменить движение центра масс системы. Но внутренними силами для неизолированной механической системы можно создать движение отдельных частей системы и, следовательно, взаимодействие с внешними телами, вызывая этим внешние силы реакций связей или изменяя активные силы. Это может изменить движение центра масс или вывести его из равновесия.

Пусть человек стоит на абсолютно гладкой горизонтальной плоскости вблизи скрепленного с этой плоскостью тела. Так как на человека не действуют внешние силы в горизонтальном направлении, то внутренними силами он не может вывести из равновесия в этом направлении свой центр масс. Но человек может оттолкнуться рукой от препятствия, т. е. внутренними силами вызвать внешнюю силу реакций препятствия и таким образом вызвать движение своего центра масс в горизонтальном направлении. Все, что движется по Земле, летает в воздухе, плавает по воде, совершает это с помощью внутренних сил, создавая внешние силы трения на твердых поверхностях внешних тел, отталкиваясь от воздуха или воды.

Пример №2

Два груза с силами тяжести Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системы, соединенные нерастяжимой нитью, переброшенной через блок, скользят по боковым граням равнобедренного клина (рис. 45). Клин стороной Главный вектор количеств движения механической системыопирается на гладкую горизонтальную плоскость. В начальный момент система находится в покое.

Найти перемещение клина по плоскости при опускании груза Главный вектор количеств движения механической системына высоту Главный вектор количеств движения механической системы. Сила тяжести клина Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системы. Массой блока и нити пренебречь.

Решение:

Внешними силами, действующими на клин вместе с грузами, являются силы тяжести Главный вектор количеств движения механической системыи нормальная реакция горизонтальной гладкой поверхности Главный вектор количеств движения механической системы. Следовательно,

Главный вектор количеств движения механической системы

Учитывая, что в начальный момент система находится в покое, на основании второго следствия из теоремы о движении центра масс имеем Главный вектор количеств движения механической системы.

Вычислим Главный вектор количеств движения механической системыпри Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системыв момент, когда груз опустится на высоту Главный вектор количеств движения механической системы.

Для момента Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системы— соответственно координаты центра масс по оси Главный вектор количеств движения механической системыгрузов Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системыи клина.

Пусть вся система вместе с клином переместилась в положительном направлении оси Главный вектор количеств движения механической системына величину Главный вектор количеств движения механической системыпри опускании груза Главный вектор количеств движения механической системына Главный вектор количеств движения механической системы. Тогда

Главный вектор количеств движения механической системы

так как грузы вместе с клином передвинутся на Главный вектор количеств движения механической системывправо и по клину вдоль отрицательного направления оси Главный вектор количеств движения механической системына Главный вектор количеств движения механической системыпри заданном угле клина, равном Главный вектор количеств движения механической системы.

Так как Главный вектор количеств движения механической системы, то после вычитания получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

Так как величина Главный вектор количеств движения механической системыоказалась положительной, то клин действительно перемещается вправо в положительном направлении оси Главный вектор количеств движения механической системы.

Главный вектор количеств движения механической системы

Рис. 46

Пример №3

В электромоторе корпус (статор) имеет силу тяжести Главный вектор количеств движения механической системы, а ротор Главный вектор количеств движения механической системы. Ротор вращается по часовой стрелке с частотой Главный вектор количеств движения механической системы(рис.46). Центр масс ротора вследствие его несимметричности отстоит от оси вращения на расстоянии Главный вектор количеств движения механической системы.

Определить горизонтальную силу, с которой действует мотор на болты, крепящие его к фундаменту, и вертикальное давление на пол.

Решение:

Предположим, что при Главный вектор количеств движения механической системыцентр масс ротора находится на оси Главный вектор количеств движения механической системы. Тогда в момент времени Главный вектор количеств движения механической системыкоординаты центра масс ротора можно выразить как

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы

Для определения давления мотора на болты и пол рассмотрим в качестве механической системы весь мотор, для которого внешней силой в горизонтальном направлении является только сила действия болтов Главный вектор количеств движения механической системы, а в вертикальном направлении — силы тяжести и нормальная реакция пола Главный вектор количеств движения механической системы. Для координат центра масс всего мотора

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системы— массы корпуса мотора и ротора соответственно; Главный вектор количеств движения механической системы, Главный вектор количеств движения механической системыи Главный вектор количеств движения механической системы, Главный вектор количеств движения механической системы— координаты их центров масс.

Центр масс корпуса закрепленного мотора является неподвижной точкой и находится в начале координат. Следовательно, Главный вектор количеств движения механической системы,Главный вектор количеств движения механической системы, и поэтому координаты центра масс всего мотора

Главный вектор количеств движения механической системы

Используя дифференциальные уравнения движения центра масс всего мотора в проекциях на координатные оси, получим

Главный вектор количеств движения механической системы

где Главный вектор количеств движения механической системы—сила действия болтов на корпус мотора в горизонтальном направлении по оси Главный вектор количеств движения механической системы; Главный вектор количеств движения механической системы—нормальная сила реакции пола. Так как

Главный вектор количеств движения механической системы

то из (а) следует

Главный вектор количеств движения механической системы

Сила действия мотора на болты Главный вектор количеств движения механической системыи давление Главный вектор количеств движения механической системына пол равны

Главный вектор количеств движения механической системы

Наибольшие числовые значения этих сил

Главный вектор количеств движения механической системы

Если болтов нет, то корпус мотора может подпрыгивать в направлении оси Главный вектор количеств движения механической системы. Динамическое условие подпрыгивания в рассматриваемом случае выразится как Главный вектор количеств движения механической системы, кинематическое условие подпрыгивания мотора есть Главный вектор количеств движения механической системы.

Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела

Из теоремы о движении центра масс системы получаются дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела. Имеем

Главный вектор количеств движения механической системы

Но при поступательном движении твердого тела ускорения всех точек тела одинаковы по модулю и направлению, т. е. Главный вектор количеств движения механической системы, где Главный вектор количеств движения механической системы—ускорение произвольной точки тела. Учитывая это, из теоремы о движении центра масс получаем следующее дифференциальное уравнение поступательного движения тела в векторной форме:

Главный вектор количеств движения механической системы

Проецируя на оси координат, имеем:

Главный вектор количеств движения механической системы

Это и есть дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела в проекциях на прямоугольные оси координат. В этих уравнениях х, у, z являются координатами произвольной точки тела, в частности могут быть координатами его центра масс. Тело, совершающее поступательное движение, имеет три степени свободы, и поэтому можно составить три дифференциальных уравнения его движения.

Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела аналогичны дифференциальным уравнениям движения одной материальной точки. С помощью этих уравнений можно решать такие же задачи, как и для одной точки.

Рекомендую подробно изучить предмет:
  • Теоретическая механика
Ещё лекции с примерами решения и объяснением:
  • Теорема об изменении кинетического момента
  • Теорема об изменении кинетической энергии
  • Потенциальное силовое поле
  • Закон сохранения механической энергии
  • Относительное движение материальной точки
  • Геометрия масс
  • Свойства внутренних сил системы
  • Дифференциальное уравнение движения системы

При копировании любых материалов с сайта evkova.org обязательна активная ссылка на сайт www.evkova.org

Сайт создан коллективом преподавателей на некоммерческой основе для дополнительного образования молодежи

Сайт пишется, поддерживается и управляется коллективом преподавателей

Whatsapp и логотип whatsapp являются товарными знаками корпорации WhatsApp LLC.

Cайт носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, которая определяется положениями статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Анна Евкова не оказывает никаких услуг.

Видео:Теорема об изменении количества движенияСкачать

Теорема об изменении количества движения

Теоремы об изменении количества движения точки и системы

Количеством движения материальной точки называется векторная величина mV, равная произведению массы точки на вектор ее скорости. Вектор mV приложен к движущейся точке.

Количеством движения системы называют векторную величину Q, равную геометрической сумме (главному вектору) количеств движения всех точек системы:

Главный вектор количеств движения механической системы

Вектор Q является свободным вектором. В системе единиц СИ модуль количества движения измеряется в кг • м/с или Н • с.

Как правило, скорости всех точек системы различны (см., например, распределение скоростей точек катящегося колеса, показанное на рис. 6.21), и поэтому непосредственное суммирование векторов в правой части равенства (17.2) является затруднительным. Найдем формулу, с помощью которой величина Q вычисляется значительно легче. Из равенства (16.4) следует, что

Главный вектор количеств движения механической системы

Взяв от обеих частей производную по времени, получим Главный вектор количеств движения механической системы Отсюда, учитывая равенство (17.2), находим, что

Главный вектор количеств движения механической системы

т. е. количество движения системы равно произведению массы всей системы на скорость ее центра масс.

Заметим, что вектор Q, подобно главному вектору сил в статике, является некоторой обобщенной векторной характеристикой движения всей механической системы. В общем случае движения системы ее количество движения Q можно рассматривать как характеристику поступательной части движения системы вместе с ее центром масс. Если при движении системы (тела) центр масс неподвижен, то количество движения системы будет равно нулю. Таково, например, количество движения тела, вращающегося вокруг неподвижной оси, проходящей через его центр масс.

Пример. Определить количество движения механической системы (рис. 17.1, а), состоящей из груза А массой тА 2 кг, однородного блока В массой 1 кг и колеса D массой mD — 4 кг. Груз А движется со скоростью VA 2 м/с, колесо D катится без скольжения, нить нерастяжима и невесома. Решение. Количество движения системы тел

Главный вектор количеств движения механической системы

Тело А движется поступательно и QA =mAVA (численно QA = 4 кг • м/с, направление вектора QA совпадает с направлением VA). Блок В совершает вращательное движение вокруг неподвижной оси, проходящей через его центр масс; следовательно, QB 0. Колесо D совершает плоскопараллельное

Главный вектор количеств движения механической системы

движение; его мгновенный центр скоростей находится в точке К, поэтому скорость его центра масс (точки Е) равна VE = VA/2= 1 м/с. Количество движения колеса QD — mDVE 4 кг • м/с; вектор QD направлен горизонтально влево.

Изобразив векторы QA и QD на рис. 17.1, б, находим количество движения Q системы по формуле (а). Учитывая направления и числовые значения величин, получим Q

кг • м/с, направление вектора Q показано на рис. 17.1, б.

Учитывая, что a -dV/dt, уравнение (13.4) основного закона динамики можно представить в виде

Главный вектор количеств движения механической системы

Уравнение (17.4) выражает теорему об изменении количества движения точки в дифференциальной форме: в каждый момент времени производная по времени от количества движения точки равна действующей на точку силе. (По существу это другая формулировка основного закона динамики, близкая к той, которую дал Ньютон.) Если на точку действует несколько сил, то в правой части равенства (17.4) будет равнодействующая сил, приложенных к материальной точке.

Если обе части равенства умножить на dt, то получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Векторная величина, стоящая в правой части этого равенства, характеризует действие, оказываемое на тело силой за элементарный промежуток времени dt эту величину обозначают dS и называют элементарным импульсом силы, т. е.

Главный вектор количеств движения механической системы

Импульс S силы F за конечный промежуток времени /, — /0 определяется как предел интегральной суммы соответствующих элементарных импульсов, т. е.

Главный вектор количеств движения механической системы

В частном случае, если сила F постоянна по модулю и по направлению, то S = F(t| -/0) и S— F(tl /0). В общем случае модуль импульса силы может быть вычислен по его проекциям на координатные оси:

Главный вектор количеств движения механической системы

Теперь, интегрируя обе части равенства (17.5) при т = const, получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Уравнение (17.9) выражает теорему об изменении количества движения точки в конечной (интегральной) форме: изменение количества движения точки за некоторый промежуток времени равно импульсу действующей на точку силы (или импульсу равнодействующей всех приложенных к ней сил) за тот же промежуток времени.

При решении задач пользуются уравнениями этой теоремы в проекциях на координатные оси

Главный вектор количеств движения механической системы

Теперь рассмотрим механическую систему, состоящую из п материальных точек. Тогда для каждой точки можно применить теорему об изменении количества движения в форме (17.4), учитывая приложенные к точкам внешние и внутренние силы:

Главный вектор количеств движения механической системы

Суммируя эти равенства и учитывая, что сумма производных равна производной от суммы, получаем

Главный вектор количеств движения механической системы

Так как по свойству внутренних сил HFk =0 и по определению количества движения ^fnkV/c = Q, то окончательно находим

Главный вектор количеств движения механической системы

Уравнение (17.11) выражает теорему об изменении количества движения системы в дифференциальной форме: в каждый момент времени производная по времени от количества движения системы равна геометрической сумме всех внешних сил, действующих на систему.

Проецируя равенство (17.11) на координатные оси, получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Умножая обе части (17.11) на dt и интегрируя, получим

Главный вектор количеств движения механической системы

где 0,, Q0 количества движения системы в моменты времени соответственно и /0.

Уравнение (17.13) выражает теорему об изменении количества движения системы в интегральной форме: изменение количества движения системы за какое-либо время равно сумме импульсов всех внешних сил, действующих на систему за то же время.

В проекциях на координатные оси получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Из теоремы об изменении количества движения системы можно получить следующие важные следствия, которые выражают закон сохранения количества движения системы.

  • 1. Если геометрическая ^умма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю (LFk =0), то из уравнения (17.11) следует, что при этом Q = const, т. е. вектор количества движения системы будет постоянен по модулю и направлению.
  • 2. Если внешние силы, действующие на систему, таковы, что сумма их проекций на какую-либо ось равна нулю (например, I e kx = 0), то из уравнений (17.12) следует, что при этом Qx = const, т. е. проекция количества движения системы на эту ось остается неизменной.

Отметим, что внутренние силы системы не участвуют в уравнении теоремы об изменении количества движения системы. Эти силы, хотя и влияют на количество движения отдельных точек системы, не могут изменить количество движения системы в целом. Учитывая это обстоятельство, при решении задач рассматриваемую систему целесообразно выбирать так, чтобы неизвестные силы (все или их часть) сделать внутренними.

Закон сохранения количества движения удобно применять в тех случаях, когда по изменению скорости одной части системы надо определить скорость другой ее части.

Задача 17.1. К тележке массой тх 12 кг, движущейся по гладкой горизонтальной плоскости, в точке А с помощью цилиндрического шарнира прикреплен невесомый стержень AD длиной /= 0,6 м с грузом D массой т2 6 кг на конце (рис. 17.2). В момент времени /0 = 0, когда скорость тележки и <) 0,5 м/с, стержень AD начинает вращаться вокруг оси А, перпендикулярной плоскости чертежа, по закону ф = (тг/6)(3^ 2 — 1) рад (/—в секундах). Определить: u=f[t) — закон изменения скорости тележки.

Решение. Рассмотрим механическую систему, состоящую из тележки и груза D, в произвольном положении (см. рис. 17.2). Отметим, что для удобства дальнейших расчетов в качестве произвольного положения системы изображается такое ее положение, при котором все координаты ее элементов (частей системы) будут положительными.

Изобразим действующи^ на_ систему_ внешние силы: силы тяжести Р|, Р2 и реакции плоскости N’, N» (сила Рх приложена в центре тяжести Сх тележки, который будем считать расположенным под точкой А). Сил трения нет, так как плоскость гладкая. Проведем связанные с неподвижной плоскостью координатные оси Оху так, чтобы ось х была горизонтальна.

Чтобы определить и, воспользуемся теоремой об изменении количества движения системы в проекциях на горизонтальную ось х:

Главный вектор количеств движения механической системы

Так как все внешние силы вертикальны, то 2F e kx =0. Следовательно, Qx const. Обозначив через С значение этой постоянной величины, получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

Для рассматриваемой механической системы Q = Q Т +Q°, где Q т =т^и и Q D =m2VD количества движения тележки и груза D соответственно (скорость й тележки и скорость VD груза определяются по отношению к неподвижной системе отсчета Оху).

Тогда из равенства (а) следует, что

Главный вектор количеств движения механической системы

Для определения VDx рассмотрим движение груза D как сложное, считая его движение по отношению к тележке относительным (это движение, совершаемое при вращении стержня ЛД вокруг оси А), а движение самой тележки — переносным. Тогда VD = Ve + Vr и

Главный вектор количеств движения механической системы

Но Ve = u и, следовательно, Vex= и. Вектор Vr направлен перпендикулярно стержню AD и численно равен Vr =koAD =Ар = Int. Изобразим этот вектор на рис. 17.2, считая величину ф положительной, и найдем Vtx — — — Vr cos ф. Окончательно равенство (в) примет вид

Главный вектор количеств движения механической системы

Подставив это выражение в равенство (б), получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Отметим, что это равенство справедливо в любой момент времени. Постоянную интегрирования С определим по начальным условиям: при /0 = 0 и — и0. Подстановка этих значений в (д) дает С — (т <+ т20, и тогда уравнение (д) примет вид

Главный вектор количеств движения механической системы

Отсюда находим зависимость скорости и тележки от времени

Главный вектор количеств движения механической системы

Подставив сюда значения соответствующих величин, находим искомую зависимость u—j <t),м/с.

Ответ: и — [0,5 + 0,2n/cos(rc/ 2 /2 — п/6)].

§ 17.3. Теорема о движении центра масс

Теорему об изменении количества движения механической системы можно выразить еще в другой форме, носящей название теоремы о движении центра масс.

Подставив в уравнение (17.11) равенство Q =MVC, получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Если масса М системы постоянна, то получим

Главный вектор количеств движения механической системы

где ас ускорение центра масс системы.

Уравнение (17.15) и выражает теорему о движении центра масс системы: произведение массы системы на ускорение ее центра масс равно геометрической сумме всех внешних сил, действующих на систему.

Проецируя равенство (17.15) на координатные оси, получим Главный вектор количеств движения механической системы

где xc, yc, zc координаты центра масс системы.

Эти уравнения представляют собой дифференциальные уравнения движения центра масс в проекциях на оси декартовой системы координат.

Обсудим полученные результаты. Предварительно напомним, что центр масс системы является геометрической точкой, расположенной подчас вне геометрических границ тела. Действующие же на механическую систему силы (внешние и внутренние) приложены ко всем материальным точкам системы. Уравнения (17.15) дают возможность определить движение центра масс системы, не определяя движения отдельных ее точек. Сопоставив уравнения (17.15) теоремы о движении центра масс и уравнения (13.5) второго закона Ньютона для материальной точки, приходим к заключению: центр масс механической системы движется как материальная точка, масса которой равна массе всей системы, и как будто бы к этой точке приложены все внешние силы, действующие на систему. Таким образом, решения, которые получаем, рассматривая данное тело как материальную точку, определяют закон движения центра масс этого тела.

В частности, если тело движется поступательно, то кинематические характеристики всех точек тела и его центра масс одинаковы. Поэтому поступательно движущееся тело можно всегда рассматривать как материальную точку с массой, равной массе всего тела.

Как видно из (17.15), внутренние силы, действующие на точки системы, не оказывают влияния на движение центра масс системы. Внутренние силы могут оказать влияние на движение центра масс в тех случаях, когда под их воздействием меняются внешние силы. Примеры этого будут приведены далее.

Из теоремы о движении центра масс можно получить следующие важные следствия, которые выражают закон сохранения движения центра масс системы.

1. Если геометрическая сумма всех внешних сил, действующих на систему, равна нулю (LFk =0), то из уравнения (17.15) следует,

что при этом ас = 0 или Vc = const, т. е. центр масс этой системы

движется с постоянной по модулю и направлению скоростью (иначе, равномерно и прямолинейно). В частном случае, если вначале центр масс был в покое (Vc =0), то он и останется в покое; откуда

след ует, что его положение в пространстве не изменится, т. е. rc = const.

2. Если внешние силы, действующие на систему, таковы, что сумма их проекций на какую-нибудь ось (например, ось х) равна нулю (?F e kx = 0), то из уравнения (17.16) следует, что при этом хс =0 или VCxс = const, т. е. проекция скорости центра масс системы на эту ось есть величина постоянная. В частном случае, если в начальный момент Vex = 0, то и в любой последующий момент времени это значение сохранится, а отсюда следует, что координата хс центра масс системы не изменится, т. е. хс const.

Рассмотрим примеры, иллюстрирующие закон движения центра масс.

Примеры. 1. Как было отмечено, движение центра масс зависит только от внешних сил, внутренними силами изменить положение центра масс нельзя. Но внутренние силы системы могут вызвать внешние воздействия. Так, движение человека по горизонтальной поверхности происходит под действием сил трения между подошвами его обуви и поверхностью дороги. Силой своих мышц (внутренние силы) человек ногами отталкивается от поверхности дороги, отчего в точках контакта с дорогой возникает сила трения (внешняя для человека), направленная в сторону его движения.

  • 2. Аналогичным образом двигается автомобиль. Внутренние силы давления в его двигателе заставляют вращаться колеса, но так как последние имеют сцепление с дорогой, то возникающие силы трения «толкают» машину вперед (в результате колеса не вращаются, а двигаются плоскопараллельно). Если же дорога будет абсолютно гладкой, то центр масс автомобиля будет неподвижен (при нулевой начальной скорости) и колеса при отсутствии трения будут пробуксовывать, т. е. совершать вращательное движение.
  • 3. Движение с помощью гребного винта, пропеллера, весел происходит за счет отбрасывания некоторой массы воздуха (или воды). Если рассматривать отбрасываемую массу и движущееся тело как одну систему, то силы взаимодействия между ними, как внутренние, не могут изменить суммарное количество движения этой системы. Однако каждая из частей этой системы будет двигаться, например, лодка вперед, а вода, которую отбрасывают весла, — назад.
  • 4. В безвоздушном пространстве при движении ракеты «отбрасываемую массу» следует «брать с собой»: реактивный двигатель сообщает движение ракете за счет отброса назад продуктов горения топлива, которым заправлена ракета.
  • 5. При спуске на парашюте можно управлять движением центра масс системы человек — парашют. Если мышечными усилиями человек подтягивает стропы парашюта так, что меняется форма его купола либо угол атаки воздушного потока, то это вызовет изменение и внешнего воздействия воздушного потока, а тем самым оказывается влияние на движение всей системы.

Задача 17.2. В задаче 17.1 (см. рис. 17.2) определить: 1) закон движения тележки х< = /)(/), если известно, что в начальный момент времени t0 = О система находилась в покое и координата х10 = 0; 2) ^акон изменения со временем суммарного значения нормальной реакции N(N = N’ + N») горизонтальной плоскости, т. е. N=f2(t).

Решение. Здесь, как и в задаче 17.1, рассмотрим систему, состоящую из тележки и груза D, в произвольном положении под действием приложенных к ней внешних сил (см. рис. 17.2). Координатные оси Оху проведем так, чтобы ось х была горизонтальна, а ось у проходила через точку А0, т. е. место расположения точки А в момент времени t—t0 0.

1. Определение закона движения тележки. Для определения х, = /,(0 воспользуемся теоремой о движении центра масс системы. Составим дифференциальное уравнение его движения в проекции на ось х:

Главный вектор количеств движения механической системы

Так как все внешние силы вертикальны, то T,F e kx = 0, и, следовательно,

Главный вектор количеств движения механической системы

Проинтегрировав это уравнение, найдем, что Мхс = В, т. е. проекция скорости центра масс системы на ось х есть величина постоянная. Так как в начальный момент времени Главный вектор количеств движения механической системы

Интегрируя уравнение Мхс = 0, получим

Главный вектор количеств движения механической системы

т. е. координата хс центра масс системы постоянна.

Запишем выражение Мхс для произвольного положения системы (см. рис. 17.2), приняв во внимание, что хА — х<, xD — х2 и х2 — х<I sin ф. В соответствии с формулой (16.5), определяющей координату центра масс системы, в данном случае Мхс — т<х< + т2х2‘.

для произвольного момента времени

Главный вектор количеств движения механической системы

Главный вектор количеств движения механической системы

В соответствии с равенством (б) координата хс центра масс всей системы остается неизменной, т. е. хД^,) = xc(t). Следовательно, приравняв выражения (в) и (г), получим зависимость координаты х, от времени.

О т в е т: Х — 0,2[0,5 + sin(n/ 2 /2 — 7т/6)] м, где t — в секундах.

2. Определение реакции N. Для определения N=f2(t) составим дифференциальное уравнение движения центра масс системы в проекции на вертикальную ось у (см. рис. 17.2):

Главный вектор количеств движения механической системы

Отсюда, обозначив N= N + N», получим

Главный вектор количеств движения механической системы

1 cos Ф» получим

Главный вектор количеств движения механической системы

Продифференцировав это равенство два раза по времени (учитывая при этом, что уС1 и уА величины постоянные и, следовательно, их производные равны нулю), найдем

Главный вектор количеств движения механической системы

Подставив это выражение в уравнение (е), определим искомую зависимость N от t.

Главный вектор количеств движения механической системы

где ф = (я/6)(3/ —1), t — в секундах, N— в ньютонах.

Задача 17.3. Электрический мотор массой тх прикреплен на горизонтальной поверхности фундамента болтами (рис. 17.3). На валу мотора под прямым углом к оси вращения закреплен одним концом невесомый стержень длиной /, на другом конце стержня насажен точечный груз А массой т2. Вал вращается равномерно с угловой скоростью со. Найти горизонтальное давление мотора на болты. Решение. Рассмотрим механическую систему, состоящую из мотора и точечного груза А, в произвольном положении. Изобразим действующие на систему внешние силы: силы тяжести Рх, Р2, реакцию фундамента в виде вертикальной силы N и горизонтальной силы R. Проведем координатную ось х горизонтально.

Чтобы определить горизонтальное давление мотора на болты (а оно будет численно равно реакции R и направлено противоположно вектору R), составим уравнение теоремы об изменении количества движения системы в проекции на горизонтальную ось х:

Главный вектор количеств движения механической системы

Для рассматриваемой системы в ее произвольном положении, учитывая, что количество движения корпуса мотора равно нулю, получим Qx = — т2УАсощ. Принимая во внимание, что VA = aз/, ф = со/ (вращение мотора равномерное), получим Qx — m2co/cos со/. Дифференцируя Qx по времени и подставляя в равенство (а), найдем R— m2co 2 /sin со/.

Заметим, что именно такие силы являются вынуждающими (см. § 14.3), при их воздействии возникают вынужденные колебания конструкций.

Видео:Количество движения системыСкачать

Количество движения системы

Упражнения для самостоятельной работы

  • 1. Что называют количеством движения точки и механической системы?
  • 2. Как изменяется количество движения точки, равномерно движущейся по окружности?
  • 3. Что характеризует импульс силы?
  • 4. Влияют ли внутренние силы системы на ее количество движения? На движение ее центра масс?
  • 5. Как влияют на движение центра масс системы приложенные к ней пары сил?
  • 6. При каких условиях центр масс системы находится в покое? движется равномерно и прямолинейно?

7. В неподвижной лодке при отсутствии течения воды на корме сидит взрослый человек, а на носу лодки — ребенок. В каком направлении переместится лодка, если они поменяются местами?

В каком случае модуль перемещения лодки будет большим: 1) если ребенок перейдет к взрослому на корму; 2) если взрослый перейдет к ребенку на нос лодки? Каковы будут при этих движениях перемещения центра масс системы «лодка и два человека»?

🎦 Видео

Теоретическая механика. Динамика.Скачать

Теоретическая механика. Динамика.

Теорема об изменении количества движения точкиСкачать

Теорема об изменении количества движения точки

§ 2.2. Количество движения. Импульс силыСкачать

§ 2.2. Количество движения. Импульс силы

Урок 104. Импульс. Закон сохранения импульсаСкачать

Урок 104. Импульс. Закон сохранения импульса

Момент инерцииСкачать

Момент инерции

Некоторые теоремы динамики механической системыСкачать

Некоторые теоремы динамики механической системы

Физика - импульс и закон сохранения импульсаСкачать

Физика - импульс и закон сохранения импульса

Теоретическая механика.Теорема об изменении количества движения.Кинетический момент(момент импульса)Скачать

Теоретическая механика.Теорема об изменении количества движения.Кинетический момент(момент импульса)

Геометрия масс. Теорема о движении центра массСкачать

Геометрия масс. Теорема о движении центра масс

Общее уравнение динамики. Расчет механической системы.Скачать

Общее уравнение динамики. Расчет механической системы.

Урок 79. Центр масс тела и методы определения его положенияСкачать

Урок 79. Центр масс тела и методы определения его положения
Поделиться или сохранить к себе: