§18. Күш моменті. Қатты дененің айналмалы қозғалыс динамикасының теңдеуі.
Қозғалмайтын 0 нүктесіне қатысты күш моменті деп – 0 нүктесінен А нүктесіне дейін жүргізілген r радиус – вектордың әсер ететін F күшке векторлық көбейтіндісіне тең физикалық шаманы айтамыз (25-сурет):
,
мұндағы – ның бағыты –дан – қа қарай айналуы кезінде оң бұранданың ілгерлемелі қозғалысымен сәйкес келеді. Күш моментінің модулі:
(18.1)
мұндағы мен арасындағы бұрыш; – 0 нүктесі мен күш әсер ету сызығы арасындағы қысқа арақашықтық, күш иіні деп аталады.
Қозғалмайтын z осіне қатысты күш моменті деп- күш моментінің осы оське түсірілген проекциясына тең скалярлық шаманы айтамыз (26-сурет). Моментінің мәні z осіндегі 0 нүктесінің орнына тәуелді емес. Егер z осі векторымен бағыттас болса, онда күш моментінің проекциясы:
Айналатын дененің жұмысын табайық (27-сурет). Айналу осінен r қашықтықтағы В нүктесіне F күш әсер етсін, радиус-векторы мен күш арасындағы бұрыш. Дене абсолютті қатты болғандықтан, жұмыс-дененің бұрылуы кезінде жасалатын жұмысқа тең болады. Дененің шексіз аз бұрышқа бұрылуы кезінде В нүктесі жол жүреді, ал жұмыс
(18.2)
өрнегімен анықталады.
(18.1)-ді ескеріп, былай жаза аламыз:
мұндағы z осіне қатысты күш моменті.
Сонымен, дененің айналуы кезінде жұмыс әсер етуші күш моменті мен бұрылу бұрышының көбейтіндісіне тең болады.
Сонымен қатар, дене айналғанда жұмыс кинетикалық энергияның өсуіне жұмсалады:
,
бірақ,
сондықтан
немесе
екенін ескеріп,былай жазуға болады:
(18.3)
(18.3)- қозғалмайтын оське қатысты қатты дененің айналмалы қозғалыс динамикасының теңдеуін береді.
Егер айналу осі массалар центрі арқылы өтетін негізгі инерция осімен сәйкес келсе:
(18.4)
j – дененің негізгі инерция моменті.
Достарыңызбен бөлісу: |