均质细直杆OA的质量为m,长为I, 以匀角速度绕0轴转动如图所示,此时将OA杆的惯性力系向0点简化。其惯性力主矢和惯性力主矩的数值分别为()。
A 、0,0
B 、
C 、
D 、
【正确答案:D】
力系向O点简化时,惯性主矢F=-ma=,注意取质心到定点的距离。转动加速度为0,惯性力主矩Mo=-。
杆对其端点轴的转动惯量 J=mL^2/3
Ek=J.ω^2/2=(mL^2/3)(ω^2/2)=m.L^2.ω^2/6
v=Lω
动量为:p=mv/2=mLω/2
动量守恒定律,mV0=(m+M)V w=V/L
能量守恒:MgL/2=Jωbai^2/2,duJ=ML^2/3
解得:ω=√3g/L
角动量守恒:
完全非弹性碰撞后,细杆与物体的角速度相等。
Jω=J‘ω’,J‘=J+mL^2=(M/3+m)L^2
解得:ω’=(M√3g/L)/(M+3m)
故:物体的速度:v=ω’L=(M√3gL)/(M+3m)
扩展资料:
一个系统不受外力或所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变,这个结论叫做动量守恒定律。
动量守恒定律是自然界中最重要最普遍的守恒定律之一,是一个实验规律,也可用牛顿第三定律结合动量定理推导出来。
相互间有作用力的物体系称为系统,系统内的物体可以是两个、三个或者更多,解决实际问题时要根据需要和求解问题的方便程度,合理地选择系统。
参考资料来源:百度百科-动量守恒定律
惯性力系向O点简化,得到:惯性力偶的力偶矩(等于惯性力系对O点的主矩)为 Jo*α = M(L^2)*α/3;切向惯性力 M*α*(L/2),垂直于OA,指向左下方,作用线经过O点;惯性离心力 M*ω*(L/2),由O指向A;惯性力系的主矢等于切向惯性力与惯性离心力的矢量和。其大小等于 M*(L/2)*√(α^2+ω^4),即惯性力系的主矢大小等于 杆的质量M乘以杆长度的一半L/2,再乘以角加速度的平方与角速度的四次方之和的平方根。
以轴为原点,沿棒的方向建立x轴,则坐标为x,棒长为Δx(Δx<质量为Δm=(m/l)Δx,线速度为v=wx长为Δx的棒的动能ΔE=Δm*(v^2)/2=(m/l)Δx(v^2)/2对上式积分;
得总动能E=m*l^2*w^2/6坐标为x,棒长为Δx的棒的转动惯量为ΔI=Δm(x^2)=(m/l)Δx*(x^2),角动量Δp=ΔIw=(m/l)Δx(x^2)积分的总动量P=m*l^2*w/3。
扩展资料:
假设某质点做圆周运动,在Δt时间内转过的角为Δθ. Δθ与Δt的比值,描述了物体绕圆心运动的快慢,这个比值叫做角速度,用符号ω表示:ω=Δθ/Δt [1]
角速度ω是矢量。按右手螺旋定则,大拇指方向为ω方向。当质点作逆时针旋转时,ω向上;作顺时针旋转时,ω向下。
设一质点在平面Oxy内,绕质点O作圆周运动.如果在时刻t,质点在A点,半径OA与Ox轴成θ角,θ角叫做角位置.在时刻t+Δt,质点到达B点,半径OB与Ox轴成θ+Δθ角。就是说,在Δt时间内,质点转过角度Δθ,此Δθ角叫做质点对O点的角位移。
角位移不但有大小而且有转向。一般规定沿逆时针转向的角位移取正值,沿顺时针转向的角位移取负值。