|
Центр масс - в определенном смысле фиктивная точка; она может находиться и вне тела или не совпадать ни с одной из материальных точек, составляющих систему, о центре масс которой идет речь.
Когда рассматривается движение материальной точки, все просто - имеет место лишь поступательное движение, вся масса действительно рассматривается сосредоточенной в точке. Для реальных тел это не так. Центр масс в этом смысле - способ воспользоваться выводами механики, полученными для движения материальной точки, хотя этих выводов, разумеется, недостаточно для полного описания движения тела. Иными словами, можно приближенно, лишь до некоторой степени заменить тело материальной точкой, находящейся в центре масс тела и имеющей массу тела. Если при этом рассмотреть движение такой материальной точки под действием тех же сил, что действуют на тело, то такая точка будет двигаться так же, как движется центр масс тела, движущегося под влиянием тех же сил. Этот прием позволяет определить движение хотя бы одной точки тела, заменяя последнее на материальную точку. Но надо понимать, что это - лишь вычислительный прием, а не реальная замена.
Импульс тела зависит от его движения (и от выбора системы отсчета), поэтому рассмотрение (движения) центра масс тела никак не может повлиять на импульс тела - но позволяет его рассчитать: импульс тела равен импульсу материальной точки, совпадающей с центром масс, имеющей массу, равную массе тела, и движущейся под действием тех же сил, что и тело.
То же касается и сил, действующих на тело: уж какие силы действуют, такие и есть, от введения понятия центра масс эти силы не изменятся.
Еще одним свойством центра масс является то свойство, что момент инерции тела относительно любой оси, проходящей через центр масс, минимален по сравнению с моментом инерции этого тела относительно любой другой оси (следствие теоремы Гюйгенса-Штейнера).
Отличие движения тела от движения центра масс тела заключается в том, что тело может еще и вращаться относительно некоторой оси, и это вращение в общем случае нельзя свести к движению центра масс.
|
