理论力学中的 动量定理、动量矩定理、动能定理
1. 质点的动量定理
(mv)' = F
质点动量对时间的变化率等于质点所受的力
(mv)2 - (mv)1 = I
质点动量的增量等于质点所受的力的冲量
2.1 质点系的动量定理
每个质点的动量的变化率 等于 所受的内力与外力之和 (mivi)' = Fi+Fi* 式1 注:Fi*表示第i个质点受到的内力
质点系 就是对式1求和,质点系的内力为0 则Σ(mivi)' = ΣFi 式2
质点系的动量定理:质点系所受外力的矢量和 等于 质点系动量的变量率
将式2积分,得 [Σ(mivi)]2 - [Σ(mivi)]1 = ΣIi 表示t2时刻的质点系动量 减去 t1时刻的质点系动量
质点系的动量定理/冲量定理:质点系所受外力的冲量的矢量和 等于 质点系动量的增量
这是微分与积分下的两种表达方式。
2.2 质点系的动量守恒定理
(mv)' = ΣFi
ΣFi = 0 则 mv = C
质点系的动量守恒定理:质点系所受外力的矢量和为0 则质点系的动量守恒。 也可以说质点系所受外力的冲量的矢量和为0 则质点系动量守恒。
注:dI = Fdt
2.3 质心运动定理
Σ(mivi)' = ΣFi = a*Σmi
质点系的动量 等于 质点系质量与其质心加速度的乘积
注:只有外力才能使质心的运动发生改变。但外力 与 内力 都会使其他质点的运动发生改变。
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1.1 质点A对固定点O的动量矩
Lo = rXmv 方向:位矢 叉乘 速度
1.2 质点A对过O点的Z轴的动量矩
(Lo)z = Lz 质点A对O点的动量矩在Z轴的投影 等于 质点A对Z轴的动量矩
1.3 质点的动量矩定理
(Lx)' = Mx (Ly)' = My (Lz)' = Mz
质点动量对任一固定轴的矩 随时间的变化率 等于 该质点所受的力对该固定轴的矩
(Lo)' = Mo
质点动量对任一固定点的矩 随时间的变化率 等于 该质点所受的力对该固定点的矩
1.4 质点的动量矩守恒定理
质点A所受的力对固定轴x的力矩为0 则质点A对固定轴x的 动量矩守恒
质点A所受的力对固定点o的力矩为0 则质点A对固定点o的 动量矩守恒
2.1 质点系的动量矩定理
质点系动量对任一固定轴的矩 随时间的变化率 等于 质点系所受的外力对该固定轴的矩的矢量和
质点系动量对任一固定点的矩 随时间的变化率 等于 质点系所受的外力对该固定点的矩的矢量和
注:只有针对质点系才有内力与外力一说,内力指质点与质点之间的相互作用力。
2.2 质点系的动量矩守恒定理
质点系的外力对固定轴x的力矩为0 则质点系对固定轴x的 动量矩守恒
质点系的外力对固定点o的力矩为0 则质点系对固定点o的 动量矩守恒
3.1 定轴转动刚体对转轴的动量矩
Lx = Jx*w
3.2 平行轴定理
注:类比于面积惯性矩
Jz' = Jz + mh**2
刚体对z‘轴的转动惯量 等于 刚体对于z’平行且过其质心的z轴的转动惯量 + 两平行轴之间的距离h的平方乘以刚体质量
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1.1 力的元功
d'W = F*dr 力矢 点乘 元位移
元功是一个标量
1.2 质点系内力功
刚体内力的功一般不为0
2.1 质点动能定理
dT = d'W
质点动能的微分等于所受力的元功
T2 - T1 = W
质点动能的增量等于所受力在此过程做的功
2.2 质点系动能定理
质点系动能的增量等于所受内力与外力在此过程做的功的代数和
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对比:
冲量 Fdt 功 Fdr 前者是F在时间的累积,后者是F在空间的累积
动能、功是标量,动量、冲量是矢量,动能、动量是状态量,功、冲量是过程量
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