Момент импульса. Момент силы Мы видели, что механические свойства замкнутой системы не изменяются при ее параллельном переносе в пространстве. Это свойство является следствием однородности пространства, то есть отсутствием каких-либо выделенных точек пространства, физические свойства системы не должны изменяться также и при ее поворотах в пространстве, ввиду отсутствия в пространстве выделенных направлений, что означает изотропность пространства.Теорема Эйлера: твердое тело, имеющее одну закрепленную неподвижную точку, может быть из одного положения переведено в любое другое одним поворотом на некоторый угол вокруг неподвижной оси, проходящей через точку закрепления. Из теоремы Эйлера следует, что движение закрепленного в точке твердого тела в каждый данный момент может рассматриваться как вращение вокруг мгновенной оси, проходящей через точку закрепления.
Пример. Рассмотрим движение цилиндра (качение) по земле (см. Рис.1.7). Скорости точек цилиндра можно представить, как обусловленные: 1) одним лишь вращением вокруг оси
с угловой скоростью
; 2) поступательным движением со скоростью
и вращательным вокруг оси
с угловой скоростью
; 3) поступательным движением со скоростью
и вращением вокруг оси
с угловой скоростью
. Во всех трех случаях
.
В общем случае для скорости точек тела относительно неподвижной системы отсчета:
, (1.33)
где
- радиус-вектор, проведенный из начала координат в данную точку тела;
- скорость поступательного движения;
- вектор угловой скорости вращательного движения тела (один и тот же для любого вектора мгновенной оси вращения).
Абсолютное, относительное и переносное движения
Абсолютное движение точки - ее движение по отношению к какой-либо инерциальной системе отсчета (тела, не подверженные воздействию других тел, движутся относительно таких систем без ускорения, т.н. равномерно и прямолинейно), условно принимаемой за неподвижную и называемой абсолютной
системой отсчета. Относительным движением точки называется ее движение по отношению к подвижной системе отсчета, которая называется относительной системой отсчета. Переносным движением называется абсолютное движение той точки подвижной (относительной) системы, через которую движущаяся точка проходит в рассматриваемый момент времени. Выбор абсолютной и относительной системы условен. Связь между радиус-векторами
и
движущейся точки
(см. Рис.1.8), проведенными, соответственно, из начала
неподвижной системы отсчета
и начала
подвижной системы
имеет вид:
. (1.34)
Абсолютная скорость равна:
. (1.35)
| Кинематика материальной точки и твердого тела |