Динамика вращательного движения тела

Пусть твёрдое тело вращается относительно неподвижной оси. Тогда уравнения движения значительно упрощаются.

Действительно:

1) - кинетический момент.

Во вращательном движении , поэтому .

Но из .

Итак:

,

где - момент инерции относительно оси вращения Z.

Уравнение движения:

окончательно, .

2) Кинетическая энергия:

.

Итак,

.

Моменты инерции некоторых тел (рис. 55):

1 Тонкий прямой стержень

2. Тонкое кольцо (обод)

3. Сплошной диск

Пример:

Q – вес обода. P – вес груза. Найти a – ускорения груза Р.

Рис.56.

По теореме об изменении кинетического момента системы:

Таким образом, при вращательном движении твёрдого тела удобно пользоваться соотношениями теоремы об изменении кинетического момента системы.

Контрольные вопросы:

1. Каковы особенности расчётных формул для вращательного движения тела?

2. Напишите формулу кинетической энергии для вращающегося тела.

3. Как найти момент инерции при вращении тонкого кольца?