一、动量与冲量
1、动量
定义质点系的动量为所有质点动量的矢量和:
质点系的动量也可以向坐标轴进行投影:
质点系质心
当质点系运动时,它的质心一般也是运动的,将上式两端对时间求导数,即:
上述公式对于任意质点系都成立,但是尤其针对刚体动量的计算。同样地,对于刚体系,刚体系的动力计算式为:
2、冲量
冲量的积分形式:
同样地,可也以向坐标轴上投影:
二、动量定理
1、定量定理
因为质点系的动量为
分析右端,把作用于每个质点的力
因为内力总是成对出现的,且根据牛顿第三定律,每对
内力求矢量和时会相互抵消,因此可得
同样地,可也以向坐标轴上投影。
2、冲量定理
设在
同样地,可也以向坐标轴上投影。
3、动量守恒定理
如果
同样地,可也以向坐标轴上投影。
三、质心运动定理
1、刚体质心运动定理
质点系动量定理的表达式为:
把质点系动量表达式
质点系的总质量与其质心加速度的乘积,等于作用在该质点系上所有外力的矢量和(主矢),这就是质心运动定理。
2、刚体系统质心运动定理表达式
假设
代入质心运动定理,得:
同样地,可也以向坐标轴上投影。
3、质心运动守恒定理
如果
即,如作用于质点系的所有外力的矢量和(主矢)始终等于零,则质心运动守恒,即质心作惯性运动;如果在初瞬时质心处于静止,则它将停留在原处。
同样地,可也以向坐标轴上投影。
如初瞬时质心的速度在该轴上的投影也等于零,则质心沿该轴的位置坐标不变。