Равновесие механической системы Из выражения (1.37) следует, что при постоянной величине полной энергии кинетическая энергия частицы может возрастать только за счет уменьшения потенциальной энергии. Поэтому, если потенциальная энергия имеет минимальное значение, кинетическая энергия не может измениться без внешнего воздействия. Таким образом, условием механического равновесия системы является минимум ее потенциальной энергииРассмотри момент инерции сплошного однородного шара. Сплошной шар можно рассмотреть как совокупность бесконечно тонких сферических слоев с массами
и текущим радиусом
. Так как шар однороден, то
, (10.79)
где
- объем сферического слоя, а
- объем шара. Используя формулу для момента инерции полого шара относительно его диаметра:
, (10.80)
имеем момент инерции сферического слоя относительно его диаметра
. (10.81) Физика курс лекций Элементы физики твердого тела Понятие о зонной теории твердых тел Используя уравнение Шредингера — основное уравнение динамики в нерелятивистской квантовой механике, — в принципе можно рассмотреть задачу о кристалле, например найти возможные значения его энергии, а также соответствующие энергетические состояния. Однако как в классической, так и в квантовой механике отсутствуют методы точного решения динамической задачи для системы многих частиц. Поэтому эта задача решается приближенно сведением задачи многих частиц к одноэлектронной задаче об одном электроне, движущемся в заданном внешнем поле. Подобный путь приводит к зонной теории твердого тела.
После интегрирования получаем момент инерции однородного сплошного шара:
. (10.82)
Рассмотрим момент инерции однородного эллипса. Пусть масса
равномерно распределена по площади эллипса с полуосями
и
(см. Рис. 10.12). Эллипс можно получить из круга равномерным сжатием вдоль одного из его диаметров, например, вдоль оси
. При таком сжатии момент инерции относительно оси
не меняется. До сжатия он был равен
(момент инерции диска относительно его диаметра). Аналогично, после сжатия для осей
и
получаем:
,
. (10.83)
Момент инерции относительно оси
, перпендикулярной плоскости эллипса найдем, используя формулу для плоского распределения масс:
, (10.84)
т.е.
. (10.85)
Полученная формула справедлива и для момента инерции однородного эллиптического цилиндра относительно его продольной геометрической оси.
| Законы Кеплера |