Для тела, вращающегося вокруг оси z,
, (45)
- момент инерции тела относительно оси вращения z,
- угловое ускорение тела,
- сумма моментов сил, приложенных к телу, и рассчитанных относительно оси вращения,
- индекс суммирования. Уравнение (45) представляет собой основной закон динамики вращательного движения.
Скорость изменения момента импульса системы тел равна сумме моментов сил, приложенных к этой системе
.
Тогда
. (50)
Если моменты сил постоянны, то уравнение (50) можно записать в виде
, (51)
т.е. изменение момента импульса системы тел относительно какой-либо оси
равно сумме моментов сил, действующих на эту систему, умноженной на время
.
Отсюда следует закон сохранения момента импульса: момент импульса
системы тел относительно оси
сохраняется, если сумма моментов сил
, действующих на эту систему, равна нулю.
Работа при вращательном движении. Кинетическая энергия вращающегося тела.
Работа при вращательном движении твердого тела. Рассчитаем работу силы, вызывающей вращательное движение тела вокруг некоторой оси и приложенной к произвольной точке этого тела. Согласно определению работы имеем:
dA = F·ds = Ft·ds.
Поскольку ds = r·da, то получим следующее выражение для работы:
dA = Ft·r·da = M·da.