Великие законы сохранения — страница 7

  • Просмотров 3888
  • Скачиваний 329
  • Размер файла 164
    Кб

относительно той же оси сил, действующих на частицу. Рассмотрим систему частиц, на которые действуют как внутренние, так и внешние силы. Моментом импульса L системы относительно точки О называется сумма моментов импульса Li отдельных частиц: Дифференцирование по времени дает, что (15) В соответствии с (14) для каждой из частиц можно написать равенство где i-ю частицу. Подстановка этих равенств в (15) приводит к соотношению: . Каждое из

слагаемых в этих суммах представляет собой сумму моментов сил, действующих на i-ю частицу. Суммирование осуществляется по частицам. Если перейти к суммированию по отдельным силам, независимо от того, к какой из частиц они приложены, индекс i в суммах можно опустить. Согласно (13)суммарный момент внутренних сил равен нулю. Поэтому получаем окончательно, что (16) Формула (16) сходна с формулой (1). Из сравнения этих формул заключаем, что

подобно тому, как производная по времени от импульса системы равна сумме моментов внешних сил. Спроектировав векторы, фигурирующие в формуле (16) на произвольную ось z, проходящую через точку О, придем к уравнению (17) Если система замкнута (т.е. внешних сил нет), правая часть равенства (16) равна нулю и, следовательно, вектор L не изменяется со временем. Отсюда вытекает закон сохранения момента импульса, который гласит, что момент

импульса замкнутой системы материальных точек остается постоянным. Разумеется, будет оставаться постоянным и момент импульса замкнутой системы относительно любой оси, проходящей через точку О. Момент импульса сохраняется и для незамкнутой системы, если сумма моментов внешних сил равна нулю. Согласно (17) сохраняется момент импульса системы относительно оси z при условии, что сумма моментов внешних сил относительно этой оси

равна нулю. В основе закона сохранения момента импульса лежит изотропия пространства, т.е. одинаковость свойств пространства по всем направлениям. Поворот замкнутой системы частиц без изменения их взаимного расположения (конфигурации) и относительных скоростей не изменяет механических свойств системы. Движение частиц друг относительно друга после поворота будет таким же, каким оно было бы, если бы поворот не был осуществлен.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 1.     Справочник по элементарной физике, Ширкевич М.Г., Москва 1975; 2.     Курс общей физики, Т.1, Савельев И.В., Москва 1977; 3.     Курс физики, Т.1,2, Савельев И.В., Москва 1989; 4.     Элементарный учебник физики, Т.1, Ландсберг Г.С., Москва 1958.