力学动量与动量矩区别与联系(5)
发布时间:2021-06-05
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力学动量与动量矩区别与联系
第二,动量只是运动速度的函数,是移动量;而动量矩则同时与质点运动速度和质
点对固定点的位置矢量有关,是转动量。且在转动力学中,动量矩L
移动力学中动量p
所起的作用相当于
在移动力学中所起的作用。
第三,由动量矩的定义L r mv可知,动量矩的方向总是与质点运动的方向垂直,而动量p mv的方向却总是与质点运动的方向一致。
第四,以一定速度运动的质点,且有确定的动量,但此质点的动量矩却必须选择了
参考点之后才能确定,若选择不同的参考点,则动量矩具有不同的大小和方向。
第五,两者的表达式,动量是质量点乘速度,而动量矩是相应的动量左叉乘力对某参考点的位置矢量而得,这是区别又是联系。
1.3.2 动量定理与动量矩定理的对比
由(1-3)与(1-15)、(1-4)与(1-16)、(1-5)与(1-17)式和其定义式物理意义对比和参照,可看出,动量定理与动量矩定理的导数形式,微分形式和积分形式,就连物理意义都对应相似。
第一, 在导数形式中,两者对时间的变化率,前者(dpdt
)等于作用于质点的外
力;后者(dLdt)等于作用在该质点上的诸外力对O点的力矩矢量和。其中力和力矩都是矢量。
第二,当动量与动量矩变化时,动量的变化量方向与合外力方向一致;动量矩变化方向与合外力矩方向一致。
第三,微分式中动量的改变由力冲量决定,而动量矩的改变由力对同一固定点的冲量矩决定;然而,冲量的改变只由力决定,而冲量矩的改变不仅决定于力的改变,还决定于质点对参考点的位置矢量的改变。
第四,积分式(1-5)式表示了力对时间的积累效应,而(1-17)式表示了力矩对定点转动的时间积累效应。
以上是动量定理与动量矩定理的一些相似之处,那它们又有什么不同呢?我们可以从下面几个方面来看:
第一 在描述质点组动量定理(1-6)式可改写为
ddt MVc
n
i 1
(e)Fi
(1-25)
为质点组的总质量,Vc
式中MVc
n
i 1
mivi,M
为质心的速度矢量。所以,在描述质点
组的动量、动量定理、和动量守恒定律时,还可以把质点组看成其质量全部集中到质心的一个点上看待.质点组的动量矩却不能如此描述。
第二 质点组绕固定轴转动时其动量矩定理可用转动惯量来表示。例如:一个刚体
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