Изучение данных вопросов необходимо для динамики колебательного движения механической системы, для решения задач в дисциплинах «Теория машин и механизмов» и «Детали машин».
Лекция 5. Количество движения системы.
Рис.43
Аналогично происходит движение паровоза или автомобиля. Сила давления пара или газа в двигателе является силой внутренней и сама но себе не может переместить центр масс системы. Движение происходит потому, что двигатель передает соответствующим колесам, называемыми ведущими, вращающий момент. При этом точка касания В ведущего колеса (рис.43) стремится скользить влево. Тогда на колесо будет действовать сила трения, направленная вправо. Эта внешняя сила и позволит центру тяжести паровоза или автомобиля двигаться вправо. Когда этой силы нет или когда она недостаточна для преодоления сопротивления, испытываемого ведомыми колесами, движения вправо не будет; ведущие колеса будут при этом вращаться на месте (буксовать).
В данной лекции рассматриваются следующие вопросы:
|
|
1. Количество движения системы.
2. Теорема об изменении количества движения.
3. Закон сохранения количества движения.
4. Главный момент количеств движения системы.
5. Теорема моментов.
6. Закон сохранения главного момента количеств движения.
В предыдущих лекциях излагались методы определения движения материальной системы, которые сводились к составлению дифференциальных уравнений, как правило, второго порядка. И решение их оказывалось не всегда простым.
Если ввести новые обобщенные понятия, характеризующие свойства и движение системы в целом, то эти трудности нередко можно обойти. К ним относятся понятия о центре масс и кинетической энергии, которые уже нам знакомы, понятия о количестве движения материальной системы и моменте количества движения.
Теоремы, определяющие изменение этих характеристик, позволяют получить более полное представление о движении материальной системы.
Количеством движения системы будем называть векторную величину , равную геометрической сумме (главному вектору) количеств движения всех точек системы (рис.44):
Из чертежа видно, что независимо от величин скоростей точек системы (если только эти скорости не параллельны) вектор может принимать любые значения и даже оказаться равным нулю, когда многоугольник, построенный из векторов , замкнется. Следовательно, по величине нельзя полностью судить о характере движения системы.