tailieunhanh - Chương 3: Động lực học của vật rắn

Chương này nghiên cứu các phương trình động lực học của vật rắn, đặc biệt là chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. Khái niệm về vật rắn: Hệ chất điểm là một hệ gồm nhiều vật mà mỗi vật đều coi là một chất điểm. Các chất điểm trong hệ có thể tương tác lẫn nhau, các lực tương tác đó gọi là nội lực; đồng thời có thể tương tác với các vật bên ngoài hệ, các lực tương tác này gọi là ngoại lực. . | Chương 3 ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN 79 Chương 3 ĐỘNG LỰC HỌC VẬT RẮN Chương này nghiên cứu các phương trình động lực học của vật rắn đặc biệt là chuyển động quay của vật rắn quanh một trục cố định. - VẬT RẮN 1 - Khái niệm về vật rắn Hệ chất điểm là một hệ gồm nhiều vật mà mỗi vật đều coi là một chất điểm. Các chất điểm trong hệ có thể tương tác lẫn nhau các lực tương tác đó gọi là nội lực đồng thời có thể tương tác với các vật bên ngoài hệ các lực tương tác này gọi là ngoại lực. Vật rắn là một hệ chất điểm phân bố liên tục theo góc độ vĩ mô trong một miền không gian nào đấy mà khoảng cách giữa hai chất điểm bất kỳ không thay đổi. Như vậy vật rắn luôn có hình dạng kích thước và thể tích nhất định. Trên thực tế không có vật rắn tuyệt đối. Bởi lẽ dưới ảnh hưởng của các điều kiện bên ngoài như nhiệt độ áp suất lực tác dụng . thì khoảng cách giữa các phần tử trong vật có thay đổi đôi chút. Tuy nhiên trong phạm vi khảo sát nếu sự thay đổi đó là không đáng kể thì ta coi vật đó là vật rắn. 2 - Tính khối lượng của một vật rắn Trong chương 2 ta đã biết khối lượng là đại lượng đặc trưng cho mức quán tính và mức hấp dẫn của vật. Trong phạm vi giới hạn của Cơ học cổ điển khối lượng là đại lượng bất biến. Do đó khối lượng của một hệ cô lập luôn bảo toàn. Khối lượng m của một hệ chất điểm bằng tổng khối lượng các phần tử tạo nên hệ m mi i Vật rắn là một hệ chất điểm phân bố liên tục trong miền Q nên khối lượng của vật rắn được tính bởi m J dm ỡ với dm là vi phân của khối lượng m chính là khối lượng của phần tử nhỏ bé cấu tạo nên vật rắn . Trường hợp vật rắn phân bố liên tục trong thể tích V hình tại mỗi điểm khảo sát M ta lấy một yếu tố thể tích dV bao quanh M gọi dm là khối lượng của vật chất chứa trong yếu tố dV ta định nghĩa mật độ khối lượng khối P M d dV 80 Giáo Trình Vật Ly Đại Cương - Tập 1 Cơ - Nhiệt - Điện Khi đó dm p M dV và m JJJp M dV V Nếu vật rắn là đồng nhất hay thuần nhất thì p const lúc này p chính là khối lượng riêng của chất liệu cấu tạo nên .