Кинетическая энергия твердого тела и механической системы

Кинетической энергией механической системы называется сумма кинетических энергий всех точек этой системы (твердого тела).

Формула кинетической энергии механической системы - сумма кинетических энергий всех точек этой системы

где mk и vk — масса и скорость k-й материальной точки, принадлежащей данной системе.

Скорость движения точки k механической системы твердых тел

На основании теоремы Кёнига кинетическая энергия произвольной механической системы определяется по формуле

Формула кинетической энергии твердого тела по теореме Кёнига

где M — масса всей системы;
vC — скорость центра масс системы;
mk — масса k-й точки системы;
vkr — относительная скорость k-й точки при движении её вокруг центра масс, т.е.

Сумма скорости центра масс системы и относительной скорости k-й точки

Из этой формулы можно получить следующие три частных случая формул для расчета кинетической энергии твёрдого тела:

  1. При поступательном движении тела
    Относительная скорость точки при поступательном движении твердого тела
    кинетичесая энергия определяется по формуле
    Формула кинетической энергии при поступательном движении твердого тела
  2. При вращении тела вокруг оси, проходящей через его центр масс,
    Скорость центра масс механической системы рана нулю
    Относительная скорость точки при вращательном движении как произведение угловой скорости и расстояния до этой точки
    формула кинетической энаргии твердого тела принимает вид
    Кинетическая энергия механической системы равна половине произведения момента инерции тела и квадрата угловой скорости
    где J — момент инерции тела относительно оси, проходящей в данный момент времени через центр масс;
    ω — угловая скорость вращения тела;
  3. В случае произвольного движения тела (например при плоскопараллельном движении) механической системы
    Формула кинетической энергии при плоскопараллельном движении твердого тела и механической системы

Дополнительно:

Сохранить или поделиться
Вы находитесь здесь:

Решение задач и лекции по технической механике, теормеху, сопротивлению материалов, ТММ и ДМ

Помощь студентам по инженерной механике
Онлайн помощь с решением задач по механике