Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теоретичні відомості. Нехай частинка А, що має імпульс , рухається по дузі кола навколо точки ОНехай частинка А, що має імпульс , рухається по дузі кола навколо точки О. Положення точки характеризується радіус-вектором , який спрямований до точки А з точки О. Моментом імпульсу частинки А відносно точки О називають вектор , який дорівнює векторному добутку векторів і : . Напрямок вектора обраний так, що обертання навколо точки О в напрямку вектора і вектор утворять правогвинтову систему. Модуль вектора дорівнює: , де a – кут між векторами і , – плече вектора щодо точки О. Знайдемо величину, яка відповідає за зміну вектора в даній системі відліку. Для цього продиференціюємо формулу моменту імпульсу за часом: . Так як точка О нерухома, то вектор дорівнює швидкості частинки, тобто збігається за напрямком з вектором , тому . Відповідно з другим законом Ньютона , де – рівнодіюча всіх сил, прикладених до частинки. Отже, . Моментом сили щодо вісі обертання О називається векторна фізична величина, яка дорівнює векторному добутку радіус-вектора і сили, що діє на точку: . Напрямок і модуль вектора визначається так само, як і : , де – плече сили . Рівняння моментів: швидкість зміни моменту імпульсу частинки відносно деякої точки О обраної системи відліку дорівнює моменту рівнодіючої сили відносно тієї ж точки О: . Якщо система відліку є неінерціальною, то момент сили містить у собі як момент сил взаємодії, так і момент сил інерції (відносно тієї ж точки О). Момент імпульсу і момент сили відносно вісі. Візьмемо в деякій системі відліку довільну нерухому вісь Z. Нехай щодо деякої точки О на вісі Z момент імпульсу частинки А дорівнює , а момент сили, що діє на частинку, . Моментом імпульсу відносно вісі Z називають проекцію на цю вісь вектора , визначеного відносно довільної точки О даної вісі. Моментом сили відносно вісі Z називають проекцію на цю вісь вектора , визначеного відносно довільної точки О на вісі. Рівняння моментів у проекціях на вісь Z буде мати вигляд: . Знайдемо аналітичні вирази для проекцій моменту імпульсу і моменту сили. Для цього знайдемо проекцію на вісь Z векторних добутків і . Скористаємося циліндричною системою координат r, j, z, зв'язавши з точкою А орти , які спрямовані убік зростання відповідних координат. У цій системі координат радіус-вектор і імпульс частинки зображаються так: , , де рr, pj, рz – проекції вектора на відповідні орти. З векторної алгебри відомо, що векторний добуток може бути представлено визначником: , , відкіля одержуємо формули для проекцій моменту імпульсу і моменту сили на вісь Z: , , де r – найкоротша відстань частинки від вісі Z. Так як проекція імпульсу частинки на орт дорівнює , а , то в остаточному підсумку вираз для моменту імпульсу здобуває вигляд: . Моментом інерції точки відносно довільної вісі обертання називається фізична величина, яка дорівнює добутку маси точки на квадрат найкоротшої відстані від вісі обертання до лінії, уздовж якої спрямований вектор імпульсу: . З урахуванням останнього визначення формула для моменту імпульсу здобуває вигляд: . Продиференціюємо останнє рівняння за часом: або . Отримане рівняння є другим законом Ньютона для руху точки по колу. У векторній формі воно має вигляд: . Розглянемо випадок, коли в процесі руху маса матеріальної точки змінюється. Нехай у деякий момент часу t маса тіла, що рухається, m і її швидкість . Через деякий час маса змінюється на , а швидкість збільшиться на . При цьому маса , що відокремилася, має швидкість щодо даного тіла. За ІІ законом Ньютона: , де – рівнодіюча зовнішніх сил, що діють на тіло. Зв'яжемо ІСВ з тілом у момент часу t. В обраній СВ тіло в момент початку спостереження знаходиться в стані спокою. Визначимо зміну імпульсу системи тіл: , . Розділимо отриманий вираз на dt: . Так як , то після відповідної заміни одержуємо: . Отримане рівняння називають основним рівнянням динаміки точки змінної маси або рівнянням Мещерського. – реактивна сила, яка виникає внаслідок дії на тіло маси, що відокремлюється або приєднується. Після замін одержуємо основне рівняння динаміки при русі тіла змінної маси: Окремі випадки застосування основного рівняння динаміки: - нехай . У цьому випадку і основне рівняння динаміки приймає вигляд: ; - нехай система замкнена : , , . Якщо у момент часу t тіло не рухається, то , і – формула Ціолковського. З формули Ціолковського випливає, що швидкість ракети спрямована протилежно швидкості вильоту газів (при ), не залежить від часу згоряння палива, а визначається тільки відношенням початкової маси ракети до маси, що залишилася.
|