Зв'язок вектора моменту сили і моменту імпульсу

1. Момент інерції матеріальної точки,

Момент інерції м.т. () Щодо полюса - скалярна величина, що дорівнює добутку маси цієї точки на квадрат відстані до полюса:

Момент інерції системи матеріальних точок

Тіло можна уявити що складається з великого числа м.т. тоді момент інерції системи м.т. дорівнює:

де - маса i - ой м.т .; - її відстань до полюса О.

Моментом інерції системи м.т. або тіла щодо полюса називають алгебраїчну суму добутків мас м.т. з яких складається тіло, на квадрат відстані їх до полюса О.

Для встановлення зв'язку між моментом інерції тіл відносно двох паралельних осей застосовується теорема Штейнера:

де - момент інерції щодо нової осі; - момент інерції відносно центру мас; d - відстань між осями

Таблиця моментів інерції деяких твердих тіл

(Вісь проходить через геометричний центр тел)

Вектором моменту сили відносно полюса називають векторний добуток радіус-вектора і вектора сили:

Напрямок вектора моменту сили знаходиться за правилом правого гвинта (див. Рис): перенесемо вектор паралельно самому собі так, щоб збігалися початку векторів і. Якщо обертати голівку гвинта в напрямку від вектора до вектора. то поступальний рух гвинта покаже напрямок вектора моменту сили.

Модуль вектора моменту сили дорівнює:

де - кут між радіус-вектором і лінією дії сили.

Момент рівнодіюча сили щодо полюса Про дорівнює геометричній сумі векторів моментів складових сил щодо того ж полюса:

5. Момент імпульсу матеріальної точки,

Вектором моменту імпульсу м.т. щодо полюса Про називають векторний добуток радіус - вектораі вектора імпульсаотносітельно цього ж полюса.

Радіус-вектор проводиться від полюса Про до м. Т.

Напрямок вектора моменту імпульсу знаходиться за правилом правого гвинта і збігається з вектором кутової швидкості.

Якщо врахувати, що. тоді момент імпульсу дорівнює:

Момент кількості руху твердого тіла відносно осі обертання дорівнює добутку моменту інерції тіла відносно тієї ж осі на кутову швидкість.

Модуль вектора моменту імпульсу дорівнює:

Вектор моменту імпульсу системи м.т. від-но полюса Про дорівнює геометричній сумі векторів моментів імпульсу, що діють на кожну точку окремо від-но того ж полюса Про:

Зв'язок вектора моменту сили і моменту імпульсу

Продифференцируем (10) за часом:

Оскільки полюс нерухомий, то перший доданок дорівнює нулю (тому що перша похідна переміщення по часу дорівнює швидкості). Тоді колінеарні, а твір колінеарних векторів дорівнює нулю.

Згідно II закону Ньютона. (16)

значить (15) буде мати вигляд:

Вираз (17) встановлює зв'язок між і.

зв'язок між і

- похідна вектора моменту імпульсу за часом щодо нерухомого полюса дорівнює вектору моменту сили, що діє на цю м.т. щодо того ж полюса