3. 1 NĂNG LƯỢNG
4.4. CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT RẮN
Vật rắn là một hệ chất điểm có khoảng cách giữa chất điểm luôn luôn không đổi. Chuyển động phức tạp của một vật rắn nói chung có thể quy về hai chuyển động cơ bản: chuyển động tịnh tiến và chuyển động quay.
1. Chuyển động tịnh tiến
Khi một vật rắn chuyển động tịnh tiến mọi chất điểm của nó vạch những quỹđạo giống nhau và tại mỗi thời điểm có cùng véc tơ vận tốc vvà véc tơ gia tốc a. Giả sử các chất điểm M1, M2, ..., Mi … của một vật rắn tương ứng có khối lượng m1, m2,…mi… và tương ứng chịu tác dụng của các ngoại lực tác dụng F1,F2,...FI...Theo định luật II Niutơn ta có:
cộng các phương trình (4.23) vế với vế:
Nếu tổng hợp các ngoại lực ∑FI có giá qua khối tâm thì vật rắn chuyển động tịnh tiến, còn nếu giá của tổng hợp lực không đi qua khối tâm thì vật rắn vừa chuyển động tịnh tiến vừa chuyển động quay.
Phương trình (4.24) là phương trình động lực học của vật rắn tịnh tiến. Đó cũng là phương trình động lực của khối tâm vật rắn. Vì the khi xét chuyển động tịnh tiến của một vật rắn, ta. chỉ cần xét chuyển động của khối tâm của nó.
2. Các đặc trưng của chuyển động quay về mặt động học
Khi một vật rắn chuyển động quay quanh một trục cố định Δ (gọi là trục quay) thì:
- Mỗi điểm của vật rắn vạch một đường tròn có tấm nằm trên trục Δ.
- Trong một khoảng thời gian mọi điểm của vật rắn đều quay được một góc θ.
Tại cùng một thời điểm) mọi điểm của vật rắn được quay cùng một vận tốc góc ?
Tại một thời điểm véc tơ vận tốc thẳng v và véc tơ gia tốc tiếp tuyến at của một chất điểm bất kỳ của vật rắn cách trục quay một khoảng r được xác định theo hệ thức:
4.5. PHƯƠNG TRÌNH CƠ BẢN CỦA CHUYỂN ĐỘNG QUAY CỦA MỘT VẬT RẮN QUANH MỘT TRỤC CỐĐỊNH