力学动量与动量矩区别与联系(8)
时间:2025-02-22
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力学动量与动量矩区别与联系
中心的动量矩守恒,但速度方向及大小会不断改变,动量不守恒,所以动量矩守恒不能保证动量一定守恒。
从守恒条件来看,对定点的动量矩守恒,则该点的合外力矩为零,即r F合 0,但
是由于r平行F合
(r//F合
)也能使合外力矩为零。所以不能由此肯定F合一定为零,也
就不能断定质点的动量守恒。
以绕太阳作椭圆轨道运动为例,把行星看成一质点,行星受到太阳引力指向太阳,引力对太阳的力矩为零,则行星对太阳的动量矩守恒。但在轨道上运行过程中,引力不为零,行星的动量不守恒。
因此,质点在惯性系中,动量守恒定律与动量矩守恒定律有一定的联系,但并不是
必然的、绝对的联系。要判断它们守恒与否,还是要用它们各自的守恒条件,即F合 0
或r F合 0。
以上是质点,现在来研究质点组
第一,质点组中比质点中多了内力Fi(i),内力可改变质点组内质点的动量和对固定
点的动量矩,但由于内力的矢量和为零Fi(i)=0它对质点组的动量守恒与动量矩守恒并没
n
有影响作用,影响它们的仍是合外力
i 1
(e)Fi
n
或合外力对固定点的合外力矩
i 1
(e)
ri Fi
。
也就是说,只有内力作用,质点组的动量与动量矩守恒。
n
第二,在质点组中有一些具体问题中,
i 1
(e)Fi
=0很难满足,但若系统中质点间相
互作用内力比它们所受的外力大的多也可以足够好的应用动量定律。列如,在打击或碰撞问题中,相互作用的两个物体均受重力,但由于相碰撞的内力远大于外力,此时动量
n
守恒定律可近似成立。动量矩守恒也有相似的。在实际问题中有时
i 1
(e)
ri Fi
=0不能严
格成立,但若外力的冲量矩远小于内力的冲量矩时,动量矩守恒定律也可近似的适用。
n
第三,对某一系统,
i 1
(e)
Fi 0,但在某一方向上外力的投影的代数和为零,在这
Fx 0
n
一方向上质点组动量的分量保持恒定,即动量在这一方向守恒。例如:当
i 1
n
时,
i 1
mvx 恒矢量。动量矩也有相似的。当对某点的外力矩矢量和不等于零,但绕某轴的
外力矩投影的代数和为零时,绕这轴的动量矩投影守恒。
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