Момент кількості руху - фізична енциклопедія

МОМЕНТ КІЛЬКОСТІ РУХУ (кінетичний момент, момент імпульсу, орбітальний момент, кутовий момент) - одна з динамич. характеристик руху матеріальної точки або механічні. системи; відіграє особливо важливу роль при вивченні вращат. руху. Як і для моменту сили. розрізняють M. к. д. відносно центру (точки) і відносно осі.

M. к. Д. Матеріальної точки відносно центру Про дорівнює векторному добутку радіуса-вектора r точки, проведеного з центру О. на її кількість руху mv. т. е. k0 = [rmu] або в ін. позначеннях k0 = rmu. M. к. Д. Kz матеріальної точки відносно осі z, що проходить через центр О. дорівнює проекції вектора k0 на цю вісь. Для обчислення M. к. Д. Точки справедливі всі ф-ли, наведені для обчислення моменту сили. якщо в них замінити вектор F (або його проекції) вектором mu (або його проекціями). Зміна M. к. Д. Точки відбувається під дією моменту m0 (F) прикладеної сили. Характер цієї зміни визначається рівнянням dk / dt = m0 (F), що є наслідком осн. закону динаміки. Коли m0 (F) = 0, що, напр. має місце для центр. сил, M. к. д. точки відносно центру Про залишається величиною постійною; точка рухається при цьому по плоскої кривої та її радіус-вектор в будь-які рівні проміжки часу описує рівні площі. Цей результат важливий для небесної механіки (див. Кеплера закони), а також для теорії руху космічних. летат. апаратів, ШСЗ і ін.

Для механічні. системи вводиться поняття про головне M. к. д. (або кінетичної. моменті) системи щодо центру О. рівному геом. сумі M. к. д. всіх точок сис-теми щодо того ж центру:

Вектор K0 може бути визначений його проекціями на взаємно перпендикулярні осі Oxyz. Величини Kx. Ky. Кz. є одночасно головним M. к. д. системи щодо відповідних осей. Для тіла, що обертається навколо нерухомої осі z з кут. швидкістю w, ці величини рівні: Kx = -Ixz w, Ку = = -Iyz w, Kz = Iz w, де Iz - осьової, a Ixz і Iyz - відцентрові моменти інерції. Якщо ж тіло рухається близько нерухомої точки О. то для нього в проекціях на головні осі інерції, проведені в точці О. буде Kx = - Ix wx. Ку = 1У wу. Kz = Iz wz. де Ix. 1У. Iz - моменти інерції щодо гл. осей; wx. wy. wz - проекція миттєвої кут. швидкості w на ці осі. З ф-л видно, що напрямок вектора K0 збігається з напрямком w лише тоді, коли тіло обертається навколо однієї зі своїх гл. (Для точки О) осей інерції. В цьому випадку K0 = Iw. де I - момент інерції тіла відносно цієї гл. осі.

Зміна головного M. к. Д. Системи відбувається тільки в результаті зовн. впливів і залежить від гл. моменту Me0 зовн. сил; ця залежність визначається рівнянням dK0 / dt = M e0 (ур-ня моментів). На відміну від випадку руху однієї точки, ур-ня моментів для системи не є наслідком ур-ня кол-в руху, і обидва ці ур-ня можуть застосовуватися для вивчення руху системи одночасно. За допомогою одного тільки ур-ня моментів рух системи (тіла) може бути повністю визначено лише в разі чисто вращат. руху (навколо нерухомої осі або точки). Якщо гл. момент зовн. сил щодо до - н. центру або осі дорівнює нулю, то головний M. к. д. системи щодо цього центру або осі залишається величиною постійною, т. е. має місце закон збереження M. к. д. (див. Збереження закони) .Поняття про головне M. к. д. широко використовується в динаміці твердого тіла, особливо в теорії гіроскопа.

M. к. Д. Так само як і кол-вом руху, мають всі форми матерії, в т. Ч. Ел - магн. гравитац. та ін. поля (див. Поля фізичні, Спін). с. M. Тарг.

Схожі статті