ÅÃÝ è ÎÃÝ
Æèâûå àíåêäîòû
Ãëàâíàÿ > Ôèçèêà > Êðàòêèé êóðñ òåîðåòè÷åñêîé ìåõàíèêè
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô
Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Ìàêåòû ñòðàíèö

§ 134. ÃËÀÂÍÛÉ ÂÅÊÒÎÐ È ÃËÀÂÍÛÉ ÌÎÌÅÍÒ ÑÈË ÈÍÅÐÖÈÈ

Ñðàâíèâàÿ ïåðâîå èç ðàâåíñòâ (88) ñ óðàâíåíèåì âûðàæàþùèì äîêàçàííóþ â § 107 òåîðåìó î äâèæåíèè öåíòðà ìàññ (â ýòîé ãëàâå ìàññó ñèñòåìû îáîçíà÷àåì áóêâîé ), íàéäåì, ÷òî

(89)

ò. å. ãëàâíûé âåêòîð ñèë èíåðöèè ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìû (â ÷àñòíîñòè, òâåðäîãî òåëà) ðàâåí ïðîèçâåäåíèþ ìàññû ñèñòåìû (òåëà) íà óñêîðåíèå öåíòðà ìàññ è íàïðàâëåí ïðîòèâîïîëîæíî ýòîìó óñêîðåíèþ.

Åñëè óñêîðåíèå ðàçëîæèòü íà êàñàòåëüíîå è íîðìàëüíîå, òî âåêòîð ðàçëîæèòñÿ íà ñîñòàâëÿþùèå

Ñðàâíèâ òåïåðü âòîðîå èç ðàâåíñòâ (88) ñ óðàâíåíèåì âûðàæàþùèì òåîðåìó ìîìåíòîâ (ñì. § 116), è ó÷òÿ, ÷òî àíàëîãè÷íûì áóäåò ñîîòíîøåíèå äëÿ ìîìåíòîâ îòíîñèòåëüíî îñè, ïîëó÷èì:

ò. å. ãëàâíûé ìîìåíò ñèë èíåðöèè ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìû (òâåðäîãî òåëà) îòíîñèòåëüíî íåêîòîðîãî öåíòðà Î èëè îñè z ðàâåí âçÿòîé ñî çíàêîì ìèíóñ ïðîèçâîäíîé ïî âðåìåíè îò êèíåòè÷åñêîãî ìîìåíòà ñèñòåìû (òåëà) îòíîñèòåëüíî òîãî æå öåíòðà èëè òîé æå îñè.

Ïðèâåäåíèå ñèë èíåðöèè òâåðäîãî òåëà. Ñîãëàñíî ðåçóëüòàòàì § 12, ñïðàâåäëèâûì äëÿ ëþáûõ ñèë, ñèñòåìó ñèë èíåðöèè òâåðäîãî òåëà ìîæíî çàìåíèòü îäíîé ñèëîé, ðàâíîé è ïðèëîæåííîé â ïðîèçâîëüíî âûáðàííîì öåíòðå Î, è ïàðîé ñ ìîìåíòîì, ðàâíûì Ðàññìîòðèì íåñêîëüêî ÷àñòíûõ ñëó÷àåâ.

1. Ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå.  ýòîì ñëó÷àå óñêîðåíèÿ âñåõ òî÷åê òåëà îäèíàêîâû è ðàâíû óñêîðåíèþ öåíòðà ìàññ Ñ òåëà . Òîãäà âñå ñèëû èíåðöèè îáðàçóþò ñèñòåìó ïàðàëëåëüíûõ ñèë, àíàëîãè÷íûõ ñèëàì òÿæåñòè è ïîýòîìó, êàê è ñèëû òÿæåñòè, èìåþò ðàâíîäåéñòâóþùóþ, ïðîõîäÿùóþ ÷åðåç òî÷êó Ñ.

Ñëåäîâàòåëüíî, ïðè ïîñòóïàòåëüíîì äâèæåíèè ñèëû èíåðöèè òâåðäîãî òåëà ïðèâîäÿòñÿ ê ðàâíîäåéñòâóþùåé, ðàâíîé è ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòð ìàññ òåëà.

2. Âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå. Ïóñòü òâåðäîå òåëî èìååò ïëîñêîñòü ìàòåðèàëüíîé ñèììåòðèè è âðàùàåòñÿ âîêðóã îñè ïåðïåíäèêóëÿðíîé ýòîé ïëîñêîñòè (ðèñ. 343, ãäå ïîêàçàíî ñå÷åíèå òåëà ïëîñêîñòüþ ). Åñëè ïðèâåñòè ñèëû èíåðöèè ê öåíòðó Î, òî âñëåäñòâèå ñèììåòðèè ðåçóëüòèðóþùàÿ ñèëà è ïàðà áóäóò ëåæàòü â ïëîñêîñòè è ìîìåíò ïàðû áóäåò ðàâåí .

Òîãäà, òàê êàê ïî âòîðîé èç ôîðìóë (90)

ãäå — óãëîâîå óñêîðåíèå òåëà.

Ñëåäîâàòåëüíî, ñèñòåìà ñèë èíåðöèè òàêîãî âðàùàþùåãîñÿ òåëà ïðèâîäèòñÿ ê ñèëå îïðåäåëÿåìîé ôîðìóëîé (89) è ïðèëîæåííîé â òî÷êå Î (ðèñ. 343), è ê ïàðå ñ ìîìåíòîì îïðåäåëÿåìûì ôîðìóëîé (91), ëåæàùåé â ïëîñêîñòè ñèììåòðèè òåëà.

Ðèñ. 343

3. Âðàùåíèå âîêðóã îñè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòð ìàññ òåëà. Åñëè òåëî, ðàññìîòðåííîå â ï. 2, âðàùàåòñÿ âîêðóã îñè ïðîõîäÿùåé ÷åðåç öåíòð ìàññ Ñ òåëà, òî òàê êàê . Ñëåäîâàòåëüíî, â ýòîì ñëó÷àå ñèñòåìà ñèë èíåðöèè òåëà ïðèâîäèòñÿ ê îäíîé òîëüêî ïàðå ñ ìîìåíòîì ëåæàùåé â ïëîñêîñòè ñèììåòðèè òåëà.

4. Ïëîñêîïàðàëëåëüíîå äâèæåíèå. Åñëè òåëî èìååò ïëîñêîñòü ñèììåòðèè è äâèæåòñÿ ïàðàëëåëüíî ýòîé ïëîñêîñòè, òî, î÷åâèäíî, ñèñòåìà ñèë èíåðöèè òåëà ïðèâåäåòñÿ ê ëåæàùèì â ïëîñêîñòè ñèììåòðèè ñèëå, ðàâíîé è ïðèëîæåííîé â öåíòðå ìàññ Ñ òåëà, è ïàðå ñ ìîìåíòîì

Ïðè ðåøåíèè çàäà÷ ïî ôîðìóëàì âèäà (91) âû÷èñëÿåòñÿ ìîäóëü ìîìåíòà à åãî íàïðàâëåíèå, ïðîòèâîïîëîæíîå , óêàçûâàåòñÿ íà ÷åðòåæå.

<< Ïðåäûäóùèé ïàðàãðàô Ñëåäóþùèé ïàðàãðàô >>
Îãëàâëåíèå