Механика и молекулярная физика - 45 стр.

UptoLike

Рубрика: 

45
частицы относительно любой произвольной выбранной оси. Для
случая движения по окружности, когда ось вращения проходит че-
рез ее центр, радиус-вектор
r
r
вращающейся частицы остается по-
стоянным по величине, а его направление всегда перпендикулярно
к направлению вектора импульса. В этом случае момент импульса
частицы, с учетом выражений(2.32) и (5.8), по модулю равен:
ω
=
ω
=
=
I
m
r
mv
r
L
2
, (6.3)
а в векторной форме:
ω
r
r
I
L
, (6.4)
т. е. направление вектора
L
r
совпадает с направлением угловой
скорости
ω
r
(см. рис. 6.2).
Рис.6.2
Определим момент импульса твердого тела при его вращении
относительно закрепленной оси как векторную сумму моментов им-
пульсов
ω=
r
r
jj
IL
всех элементарных частиц, составляющих это тело.
Учитывая, что вектор угловой скорости
ω
r
для каждой частицы один
и тот же, получим
ω=ω
=ω==
rrr
rr
IIILL
j
j
j
j
j
j
)(
, где Iмо-
мент инерции твердого тела. Следовательно,
момент импульса твер-
дого тела записывается точно в таком же виде, как и для материаль-
ной точки (6.4)
ω
r
r
I
L
. (6.5)
Продифференцируем момент импульса твердого тела по
                                   45
частицы относительно любой произвольной выбранной оси. Для
случая движения по окружности, когда ось вращения проходит че-
                             r
рез ее центр, радиус-вектор r вращающейся частицы остается по-
стоянным по величине, а его направление всегда перпендикулярно
к направлению вектора импульса. В этом случае момент импульса
частицы, с учетом выражений(2.32) и (5.8), по модулю равен:
                     L = mvr = mr 2ω = Iω ,                 (6.3)
а в векторной форме:        r      r
                           rL  = Iω  ,                      (6.4)
т. е. направление вектора L совпадает с направлением угловой
          r
скорости ω (см. рис. 6.2).




                                Рис.6.2
     Определим момент импульса твердого тела при его вращении
относительно
         r    закрепленной оси как векторную сумму моментов им-
                  r
пульсов L j = I j ω всех элементарных частиц, составляющих это тело.
                                          r
Учитывая, что вектор угловой скорости ω для каждой частицы один
                      r       r         r  ⎛     ⎞ r      r
и тот же, получим L = ∑ L j = ∑ ( I j ω) = ∑ I j ⎟ ⋅ ω = Iω , где I – мо-
                                           ⎜
                                           ⎜     ⎟
                           j         j     ⎝ j ⎠
мент инерции твердого тела. Следовательно, момент импульса твер-
дого тела записывается точно в таком же виде, как и для материаль-
ной точки (6.4)              r       r
                             L = I ⋅ ω.                              (6.5)
     Продифференцируем момент импульса твердого тела по