3W (2.11) Nhân h ữu hướng cả hai vế củ a (2.11) v ớ

Một phần của tài liệu Tài liệu vật lý đại cương 1 phần cơ nhiệt (Trang 33 - 35)

M (2.9) Theo định nghĩa (2.9) thì mômen độ ng l ượ ng

Z 3W (2.11) Nhân h ữu hướng cả hai vế củ a (2.11) v ớ

(O là gốc tọa độ) ta được: ×Z3 × W (2.12) Vì × [ #× [ + ×Z3 và # h[#+ 7# × [ 0 r M O H A M Vr r r Hình 2.3 Lr M O (C) r r Fr K mvr = r

Suy ra, ×Z3 × [ × W

Hay: d (L) (O,F)

dt r =Mr r (2.13)

Trong đó i × \ là mômen động lượng của chất điểm M đối với điểm O và (O, F) r F= ∧

r r r r

M là mônmen của lực W đối với điểm O.

Phương trình (2.13) cũng chính là biểu thức của định lí v mômen động lượng,

định lí đó được phát biểu như sau:

“Đạo hàm theo thi gian ca mômen động lượng đối vi đim O ca mt cht

đim chuyn động bng tng mômen đối vi đim O ca các lc tác dng lên cht

đim.”

H qu: Trong trường hợp chất điểm chuyển động luôn luôn chịu tác dụng của một lực xuyên tâm (W luôn có phương đi qua điểm O) thì Mr(O,F) 0r =r và do đó:

i 0 7 i NOP (2.14) Từ (2.14) ta thấy i là không đổi. Mặt khác, i luôn vuông góc với mặt phẳng tạo bởi O và \ [. Do đó, mặt phẳng chứa O và \ là một mặt phẳng cốđịnh. Điều đó có nghĩa là chất đim M luôn luôn chuyn động trong mt mt phng cốđịnh.

2.5.3. Trường hợp chuyển động tròn

Mômen động lượng i của chất điểm M chuyển động trên quỹ đạo tròn (O,R) có thể tính như sau:

jij . [ R[ ([R-)Q (2.15); ở đây

2

I mR= được gọi là mômen quán tính của chất điểm đối với điểm O.

Lại có, vận tốc góc Q 3

k cũng được biểu diễn dưới

dạng vectơQ và Q có cùng phương chiều với i. Do đó ta có thể viết mômen động lượng của chất điểm M chuyển động trên quỹđạo tròn dưới dạng: i lQ. (2.16)

Theo định lý về mômen động lượng ta có:

dL d (I ) (O, F) (O, F )t (O, F )n (O, F )t

dt = dt ω = = + =

r

r r r r r r r r

r

M M M M (2.17)

Trong đó W W W@, W@ luôn luôn hướng tâm và W là thành phần lực tác dụng theo phương tiếp tuyến với quỹđạo.

Phương trình (2.17) chính là biểu thức của định lý về mômen động lượng của chất điểm chuyển động tròn. O Rr v r ωr M Lr Hình 3

CHƯƠNG 3. ĐỘNG LỰC HỌC HỆ CHẤT ĐIỂM.

ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN

Khi xem xét chuyển động của một vật hay một hệ bất kỳ, ta có thể mô hình vật đó như là một tập hợp các chất điểm và áp dụng các định luật cơ học của chất điểm đối với từng chất điểm trong hệ. Vật rắn là hệ chất điểm, nhưng là một hệ chất điểm đặc biệt trong đó khoảng cách gia các cht đim luôn luôn gi nguyên không đổi trong quá trình chuyn động ca vt rn. Đây là một đối tượng cơ học quan trọng và phổ biến nên ta chú trọng khảo sát đặc thù chuyển động vật rắn với phương pháp luận áp dụng các quy luật chuyển động của hệ chất điểm vào chuyển động của vật rắn.

Trong chương này chúng ta khảo sát các định luật cơ bản về chuyển động của một hệ chất điểm, đặc biệt khảo sát chuyển động của một vật rắn.

3.1. Cơ hệ. Khối tâm của cơ hệ 3.1.1. Khái niệm cơ hệ 3.1.1. Khái niệm cơ hệ

Cơ h là tp hp các cht đim tương tác vi nhau, hay nói cách khác cơ h

chính là h cht đim.

3.1.2. Khối tâm của cơ hệ a. Định nghĩa a. Định nghĩa

Khi tâm ca mt h cht đim M1, M2,…, Mn ln lượt có khi lượng m1, m2, .., mn là mt đim G xác định bi đẳng thc:

[^ + [^m - + ⋯ + [-m @ 0@m

hay ∑ [@ pqm

pr^ 0 (3.1)

b. Tọa độ khối tâm: Chọn hệ trục tọa độ có gốc tọa độ O, chúng ta tiến hành tìm tọa độ của G trong hệ tọa độđã chọn. Ta có:

Một phần của tài liệu Tài liệu vật lý đại cương 1 phần cơ nhiệt (Trang 33 - 35)