Основы классической механики. Часть II. Динамика материальной точки и системы материальных точек. Грибков С.П - 73 стр.

UptoLike

Рубрика: 

73
рование последнего выражения позволяет выразить момент инерции всего
стержня относительно оси
OX , проходящей через его центр масс:
/2 /2
22
00
00
1
22 .
12
LL
JdJabrdrmL
ρ
=
⋅==
∫∫
Согласно теореме ШтейнераГюйгенса момент инерции стержня
относительно оси
OX
′′
, параллельной оси OX и удалённой от неё на рас-
стояние
a , равен:
2
22 2
0
11
.
12 2 3
L
JJ ma mLm mL
⎛⎞
=
+⋅ = +⋅ =
⎜⎟
⎝⎠
§ 13. Свободные оси вращения. Гироскоп
13.1. Свободные оси вращения
Рассмотрим примеры вращения абсолютно твёрдого тела относи-
тельно оси. В частном случае ось вращения может проходить и через центр
масс
C тела (рис. 13.1б).
Рис. 13.1
В общем случае ось вращения не проходит через центр масс C сис-
темы (рис. 13.1а). При вращении в такой системе возникает сила
1
F
G
, дейст-
вующая на ось со стороны вращающегося тела и стремящаяся переместить
ось вращения (или изогнуть еёпунктирная линия на рис. 13.1а).
Если ось вращения проходит через центр масс
C , то действующие в
системе силы уравновешены и результирующее воздействие на ось враще-
ния этих сил равно нулю (рис. 13.1б).
Если ось вращения проходит через центр масс
C , но стержень, со-
единяющий шары составляет некоторый угол
о
90
α
с осью вращения, ре-
зультирующий момент
p
M
G
пары сил F
G
поворачивает ось вращения или
изгибает её (рис. 13.1в).
Приведённые рассуждения справедливы для любых взаимно перпен-
дикулярных осей вращения, проходящих через центр масс системы.
рование последнего выражения позволяет выразить момент инерции всего
стержня относительно оси OX , проходящей через его центр масс:
                         L/2                      L/2
                                                                 1
                J 0 = 2 ⋅ ∫ dJ 0 = 2 ⋅ ρ ⋅ a ⋅ b ⋅ ∫ r 2 ⋅ dr = ⋅ m ⋅ L2 .
                          0                        0
                                                                12
     Согласно теореме Штейнера – Гюйгенса момент инерции стержня
относительно оси O′X ′ , параллельной оси OX и удалённой от неё на рас-
стояние a , равен:
                                                              2
                                    1                   ⎛L⎞ 1
                J = J 0 + m ⋅ a = ⋅ m ⋅ L + m ⋅ ⎜ ⎟ = ⋅ m ⋅ L2 .
                                2              2

                                   12                   ⎝2⎠ 3

               § 13. Свободные оси вращения. Гироскоп
                     13.1. Свободные оси вращения
     Рассмотрим примеры вращения абсолютно твёрдого тела относи-
тельно оси. В частном случае ось вращения может проходить и через центр
масс C тела (рис. 13.1б).




                                Рис. 13.1
      В общем случае ось вращения не проходит через центр масс   � C сис-
темы (рис. 13.1а). При вращении в такой системе возникает сила F1 , дейст-
вующая на ось со стороны вращающегося тела и стремящаяся переместить
ось вращения (или изогнуть её – пунктирная линия на рис. 13.1а).
      Если ось вращения проходит через центр масс C , то действующие в
системе силы уравновешены и результирующее воздействие на ось враще-
ния этих сил равно нулю (рис. 13.1б).
      Если ось вращения проходит через центр масс C , но стержень, со-
                          � некоторый� угол α ≠ 90 с осью вращения, ре-
                                                   о
единяющий шары составляет
зультирующий момент M p пары сил F поворачивает ось вращения или
изгибает её (рис. 13.1в).
      Приведённые рассуждения справедливы для любых взаимно перпен-
дикулярных осей вращения, проходящих через центр масс системы.
                                    73