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质心系中质点系动能定理的微分式、积分式便为
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形式上与惯性系中质点系动能定理一致.
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质心系中平移惯性力作功之和恒为零,不必为质点系机械能引入附加势能项,质点系机械能定理也与惯性系中的形式一致,此处从略.
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质心系取图5-4中O点为参考点,质点系角动量定理为
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其中各质点所受平移惯性力相对参考点O的力矩之和M惯,等于合惯性力平移到质心位置相对于O点的力矩.一般情况下rC≠0,M惯≠0,但是若取质心C为参考点,便有
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得
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即质心系中以质心为参考点时,质点系角动量定理与惯性系中质点系角动量定理形式上一致.
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例1 质量面密度为相同常量、半径按方式无限递减的圆板系列,彼此相切,圆心共线地放置在一平面上,如图5-5所示.将R圆的圆心记为O,试求系统质心到O点的距离d.
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图 5-5
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解 系统质量与系统总面积成正比,总面积与R2成正比,故系统质量与R2成正比,比例系数记为α.设系统质量为4m,则应有
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取走R圆,余下的构成以半径圆为首的小系统,其质量应与成正比,质量便为
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于是R半径大圆质量便是3m.
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原系统质心记为C,与R圆的圆心相距d,小系统质心记为C′,与R/2圆的圆心相距d/2,如图5-6所示.于是应有
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