Материал: ДИНАМИКА

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

3.36. Теорема о кинетической энергии механической системы

Дифференциальные уравнения движения системы:

 

 

 

 

d 2rk

(e)

(i)

 

 

 

 

mk

 

 

 

 

= Fk

 

+ Fk

 

 

(k = 1, 2, …, N)

 

 

 

dt2

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

dvk

 

= F (e)

+ F(i)

(k = 1, 2, …, N)

 

 

 

dt

 

 

k

 

k

 

k

 

 

vk

Умножим равенство (2) скалярно на

 

v

 

d(mkvk )

= F(e) v

 

+ F(i)

v

 

(k = 1, 2, …, N)

k

 

k

k

 

dt

 

 

 

 

k

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

(2)

(3)

201

Суммируя уравнения (3) по всем точкам системы и внося

под знак производной получаем:

 

 

 

 

 

 

vk

 

 

 

 

 

d N

m v2

N

N

 

 

 

 

 

 

k k

= Fk(e) vk + Fk(i) vk

(4)

 

 

 

2

 

dt k =1

k =1

k =1

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dT

 

 

N

 

N

 

 

 

 

 

 

 

(e)

(i )

 

 

 

 

 

 

 

= N (Fk

) + N (Fk

)

(5)

 

 

dt

 

 

k =1

 

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

Производная по времени от кинетической энергии системы равна сумме мощностей всех действующих на

систему внешних и внутренних сил.

202

 

 

 

 

vkdt =drk

 

 

Умножая (4) на dt (

 

 

), получим

 

N

m v2

N

 

drk

N

drk

 

d

k k

= Fk

 

+ Fk

 

 

(e)

 

(i)

 

(6)

k =1

2

k =1

 

 

k =1

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

N

 

 

dT = d'A(Fk(e) ) +

d'A(Fk(i ) )

(7)

 

k =1

 

 

 

k =1

 

 

Дифференциал кинетической энергии механической системы равен сумме элементарных работ всех действующих на систему внешних и внутренних сил.

203

В конечной форме:

N

m v2

N

m v2

 

 

 

 

 

 

k k

k

k 0

=

 

 

2

2

 

 

 

 

(8)

k =1

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

Mk

N Mk

 

 

=

 

Fk(e) drk +

Fk(i) drk

 

 

 

k =1 M

k 0

k =1 M

k 0

 

 

 

 

 

 

или

N

N

 

T T0 = A(Fk(e) ) + A(Fk(i ) )

(9)

k =1

k =1

 

204

где

 

Mk

 

 

 

 

 

Mk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(e)

) =

 

(e)

drk

 

(i)

) =

 

(i)

drk

A(Fk

 

Fk

и

A(Fk

 

Fk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mk 0

 

 

 

 

 

Mk 0

 

 

— соответственно полная работа внешних и внутренних сил.

Изменение кинетической энергии системы при ее перемещении из одного положения в другое равно сумме полных работ всех действующих на систему внешних и внутренних сил на соответствующих перемещениях точек приложения этих сил.

205