词条 | 质点组 |
释义 | 一、 质点组的内力和外力彼此有相互作用的许多质点的集合叫质点组。(一群毫无相联系的蚊蝇以及一盘散沙,都不是质点组) 1、 内力和外力:内力记为 ,外力记为 。 2、 内力的基本性质; 利用牛顿第三定律可得到:质点组中各内力的矢量和恒为零。 二、 质点组动量定理与守恒律它是刚体力学的基础之一。一 质点组动量定理 由牛顿第二定律,每个质点的运动方程为 对n个质点求和,利用质点组内的力和为零的性质,得到 (外力的矢量和)即质点组的动量 的变化率等于质点组所受外力的矢量和。 三、 质点组动量守恒律 若质点组受的外力矢量和为零,则质点组动量P=恒量。 利用 ,对时间求导数可得: 质点组动量守恒定律表明:若 ,则P=Pc=恒量,即质心作匀速直线运动( 恒量),内力不会引起质心运动状态的改变。 质点组动量矩定理与动量矩守恒律要求是掌握质点组动量矩定理,特别是掌握对质心的动量矩定理。一、 质点组对定点O的动量矩定矩定理。 质点组对定点O的动量矩定理及守恒律 由牛顿第二定律,第i个质点的动力学方程为 (1) 两边用左乘、再对各质点求和,利用内力总成对出现且等大、反向并作用在同一直线上这一性质,得到 质点组对定点的动量矩的时间变化率等于受到的外力矩。)二、 对质心的质点组动量矩定理 1、 质心坐标系 设oxyz为静止系,若另一坐标系cx'y'z'随质点组运动而运动,原点取在质点组的质心,坐标轴与基本系oxyz的坐标轴平行,则cx'y'z'叫质心坐标系. 质心坐标系的特点是:在质心系中,质心的位置矢量 2、对质心系的动量矩定理 对质心系的质点组动量矩 ;对质心的力矩为 (4) 该式表明:对质心的动量矩 的对时间的变化率等于作用于质点组的外力对质心的力矩(该式称为对质心的动量矩定理)。 (4)式还表明了质心系的特殊性:(2)式由是牛顿第二定律所得,它只对惯性系才适用。质心系一般情况而言并不是惯性系,但是,质心系中的质点组动量矩定理仍保持与惯性系中相同的形式。 (4)式还表明:惯性力、内力对质心的力矩恒为零。 质点组动能定理与机械能守恒律本节应重点掌握质点组的动能定理,对质心的动能定理以及计算质点组动能的柯尼希定理。一、 质点组动能定理和机械能守恒律 在静止系中,对每一质点的动能定理 求和后得到 即质点组动能的变化等于质点组受的外力和内力作功之和(动能定理)。质点1、2的位置矢量 。质点1受质点2的作用力为 ,质点2受质点1的作用力为 ,由牛顿第三定律有: 。这两个力作功为 显然:只有当运动时两质点间距离保持不变(如刚体),内力作功才为零。一般情况内力作功不为零。 特例:若外力、内力都是保守力,则质点组的机械能守恒。二、 对质心的动能定理 利用质心的性质和质心系中的牛顿定律(引入了惯性力 )。 |
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