Основы классической механики. Часть II. Динамика материальной точки и системы материальных точек. Грибков С.П - 31 стр.

UptoLike

Рубрика: 

31
()
[]
0..
11
,,
nn
iiCi iCi ЦМ
ii
Lmrr mr LL
υυ
==
⎡⎤
=⋅ +⋅ =+
⎣⎦
∑∑
GGG
G
G
GG G
, (7.26)
где
[]
..
11 1 1
[, ] [, ] , , ,
nn n n
ЦМ Cii Ci C ii C i CC
ii i i
L
rm r p r m r p r p
υυ
== = =
⎡⎤
=⋅= = = =
⎢⎥
⎣⎦
∑∑
G
GG
GGGG GGGG
. (7.27)
Здесь
1
n
Ci
i
p
p
=
=
GG
,
..
Ц
М
L
G
момент импульса центра масс системы от-
носительно точки O . Он зависит от выбора системы отсчёта.
Преобразуем выражение момента импульса
0
L
G
уравнения (7.26):
()
0
11
[,] [,]
nn
iiCi iii
ii
Lmrr m
υ
ρυ
==
=⋅ =⋅
∑∑
G
GG
G
G
,
где
iCi
rr
ρ
=−
G
GG
. Величина
0
L
G
не зависит от выбора системы отсчёта (точки O ),
поскольку положение центра масс С не зависит от выбора системы отсчё-
та. Параметр
0
L
G
называется собственным моментом импульса системы
материальных точек. В классической механике понятие «собственный
момент импульса» для материальной точки (частицы) нельзя ввести, но в
квантовой механике понятие собственный момент импульса вводится для
элементарной частицы. Его называют «спином».
§ 8. Энергия. Работа силы. Мощность
Рассмотренное ранее понятие «импульс» (
p
m
υ
=
G
G
) – характери-
зующее инертные свойства тела и являющееся некоторой мерой движения
тела, не всегда пригодно для оценки изменения характера движения тела.
Например, рассмотрим движение тела при наличии трения в результате
действия которого тело останавливается (0)
p
=
G
, при этом механическое
движение преобразуется в тепловую форму движения (молекул) и импульс
тела не может быть мерой такого движения. Следовательно, нужна другая,
универсальная мера движения, позволяющая учитывать переход от одной
формы движения к другой, то есть являющаяся единой количественной
мерой движения во всех его формах. Такой физической величиной являет-
ся
энергия. Энергияэто количественная мера движения материи во всех
формах этого движения.
В природе непрерывно протекают процессы, сопровождающиеся
преобразованием одной формы движения в другую, а энергия является
единой мерой, которая характеризует происходящие при этом количест-
венные и качественные изменения движения. Эти изменения обусловлены
взаимодействием тел системы, как между собой, так и с
внешними телами.
Поскольку движение является неотъемлемым атрибутом материи (спосо-
                      � n            � � �              n
                                                                � �        � �
                      L = ∑ mi ⋅ ⎡⎣( ri − rC ) ,υi ⎤⎦ + ∑ mi ⋅[ rC ,υi ] = L0 + LЦ .М . ,    (7.26)
                              i =1                     i =1


где
 �          n
               �      �        n
                                  � �       ⎡� n          � ⎤ ⎡� n � ⎤ � �
LЦ .М . = ∑[rC , mi ⋅ υi ] = ∑ [rC , pi ] = ⎢ rC , ∑ mi ⋅ υi ⎥ = ⎢ rC , ∑ pi ⎥ = [ rC , pC ] . (7.27)
          i =1               i =1           ⎣ i =1           ⎦ ⎣ i =1 ⎦
                 �      n
                            � �
        Здесь pC = ∑ pi , LЦ .М . – момент импульса центра масс системы от-
                       i =1
носительно точки O . Он зависит от выбора системы              � отсчёта.
      Преобразуем выражение момента импульса L0 уравнения (7.26):
                       �     n
                                     � � �              n
                                                               � �
                      L0 = ∑ mi ⋅ [( ri − rC ),υi ] = ∑ mi ⋅ [ ρi ,υi ] ,
                           i =1                       i =1
     � � �                      �
где ρi = rC − ri . Величина L0 не зависит от выбора системы отсчёта (точки O ),
поскольку положение�     центра масс С не зависит от выбора системы отсчё-
та. Параметр L0 называется собственным моментом импульса системы
материальных точек. В классической механике понятие «собственный
момент импульса» для материальной точки (частицы) нельзя ввести, но в
квантовой механике понятие собственный момент импульса вводится для
элементарной частицы. Его называют «спином».

                       § 8. Энергия. Работа силы. Мощность
                                                   �     �
      Рассмотренное ранее понятие «импульс» ( p = m ⋅ υ ) – характери-
зующее инертные свойства тела и являющееся некоторой мерой движения
тела, не всегда пригодно для оценки изменения характера движения тела.
Например, рассмотрим движение тела при наличии трения в результате
                                          �
действия которого тело останавливается ( p = 0) , при этом механическое
движение преобразуется в тепловую форму движения (молекул) и импульс
тела не может быть мерой такого движения. Следовательно, нужна другая,
универсальная мера движения, позволяющая учитывать переход от одной
формы движения к другой, то есть являющаяся единой количественной
мерой движения во всех его формах. Такой физической величиной являет-
ся энергия. Энергия – это количественная мера движения материи во всех
формах этого движения.
      В природе непрерывно протекают процессы, сопровождающиеся
преобразованием одной формы движения в другую, а энергия является
единой мерой, которая характеризует происходящие при этом количест-
венные и качественные изменения движения. Эти изменения обусловлены
взаимодействием тел системы, как между собой, так и с внешними телами.
Поскольку движение является неотъемлемым атрибутом материи (спосо-
                                                 31