Кинематика и динамика твердого тела. Амелькин Н.И. - 49 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

51
m
формуле представляет собой тензор инерции точки с массой
, находящейся в положении
Ο
.
Вернемся теперь к вычислению кинетического момента
твердого тела. Из соотношений (3.2) и (3.3) получаем, что
кинетический момент твердого тела относительно
произвольного полюса
Ο
определяется следующей
формулой:
.
ωΚ
+×=
OOCO
JVrm (3.12)
Если точка
Ο
твердого тела неподвижна или совпадает с
центром инерции, то формула (3.12) приобретает вид
(3.13) .
ω
O
Κ
=
O
J
Обозначая через
r
q
p
,, проекции угловой скорости
твердого тела на главные оси инерции
1
, e
32
,ee
, получаем
из (3.13) следующее выражение для кинетического момента
тела тносительно непо вижной точки или центра инерции:
о д
.
321
eCreqep
O
++=
ΒΑΚ
(3.14)
Для вычисления кинетической энергии твердого тела
рассмотрим сначала случай, когда некоторая точка
Ο
тела
неподвижна в системе отсчета. Тогда имеем
.)(,
),(),(2
ωωΚωωω
ωωΤ
ΤΤ
==××=
=××==
OO
i
iii
i
iii
i
iii
Jrrm
rrmVVm
Отсюда получаем для кинетической энергии твердого тела
с неподвижной точкой
Ο
следующую формулу
),(
2
1
2
1
222
CrqpJ
O
++==
ΒΑωω
Τ
Τ
C,,
(3.15)
где
Β
Α
главные моменты инерции твердого тела для
неподвижной точки
Ο
, а
r
q
p
,, проекции угловой
скорости твердого тела на главные оси инерции.
формуле представляет собой тензор инерции точки с массой
m , находящейся в положении Ο .
   Вернемся теперь к вычислению кинетического момента
твердого тела. Из соотношений (3.2) и (3.3) получаем, что
кинетический    момент   твердого    тела    относительно
произвольного полюса Ο         определяется следующей
формулой:
   Κ O = mrC × VO + J O ⋅ ω .                            (3.12)
   Если точка Ο твердого тела неподвижна или совпадает с
центром инерции, то формула (3.12) приобретает вид
   Κ O = J O ⋅ ω.                                       (3.13)
  Обозначая через     p, q, r     – проекции угловой скорости
твердого тела на главные оси инерции e1 , e2 , e3 , получаем
из (3.13) следующее выражение для кинетического момента
тела относительно неподвижной точки или центра инерции:
   Κ O = Αpe1 + Βqe2 + Cre3 .                     (3.14)
   Для вычисления кинетической энергии твердого тела
рассмотрим сначала случай, когда некоторая точка Ο тела
неподвижна в системе отсчета. Тогда имеем
   2Τ = ∑ mi (Vi ,Vi ) = ∑ mi (ω × ri , ω × ri ) =
             i                i

   = ω , ∑ mi ri × (ω × ri ) = ω Τ ⋅ Κ O = ω Τ ⋅ J O ⋅ ω .
         i
   Отсюда получаем для кинетической энергии твердого тела
с неподвижной точкой Ο следующую формулу
        1                 1
  Τ = ω Τ ⋅ J O ⋅ ω = (Αp 2 + Βq 2 + Cr 2 ),                 (3.15)
        2                 2
где Α ,Β ,C – главные моменты инерции твердого тела для
неподвижной точки Ο , а p, q, r – проекции угловой
скорости твердого тела на главные оси инерции.

                                  51