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 энергииПроведем анализ состава полученного уравнения. Первое слагаемое в правой части уравнения равно
. Квадрат вектора равен квадрату его модуля, т.е.
, (10.101)
где
- расстояние
массы до оси вращения (см. Рис. 3.13). Третье слагаемое в правой части уравнения равно:
, (10.102) Физика курс лекций Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта. Экспериментальное подтверждение квантовых свойств света
где
- момент инерции тела относительно оси вращения
. Воспользовавшись дистрибутивностью векторного произведения, преобразуем
слагаемое:
, (10.103)
где
- радиус-вектор центра масс, проведенный из точки
. С учетом вышеизложенного, имеем:
. (10.04)
Первое слагаемое в правой части описывает только поступательное движение; во второе слагаемое входят как величины, характеризующие поступательное движение, так и величины, характеризующие вращательное движение; третье слагаемое описывает только вращательное движение. Если в качестве точки
принять центр масс тела
, то
и
, (10.105)
где
- скорость центра масс;
- момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс.
Таким образом, если разбить плоское движение тела на поступательное со скоростью центра масс и вращательное движение вокруг оси, проходящей через центр масс, то кинетическая энергия тела распадается на два независимых слагаемых, одно из которых определяет только величины, характеризующие поступательное движение, а другое — только величины, характеризующие вращательное движение.
| Законы Кеплера |