Противоречие в теореме о работе-энергии для твердых тел?

У нас есть твердое тело в состоянии покоя. На него действует сила, которая приводит его в поступательное движение (скорость центра масс равна В с м ) и вращаться вокруг неподвижной оси с ю

Клеппнер и Колнеков доказывают, что:

Работа, совершаемая силой, равна изменению кинетической энергии центра масс. Так Вт "=" Δ К с м "=" 1 2 м В с м 2 и вот их доказательство

Чтобы получить поступательную часть, мы начнем с уравнения движения для центра масс

Ф "=" М д 2 р д т 2 "=" М д В д т
Работа, совершаемая при смещении центра масс на д р "=" В д т является
Ф д р "=" М д В д т В д т "=" д ( 1 2 М В 2 )
Интегрируя, получаем
р р я Ф д р "=" 1 2 М В б 2 1 2 М В а 2

Но мы также знаем из теоремы о кинетической энергии работы, что работа, совершаемая внешней силой, равна изменению кинетической энергии тела, поэтому Вт "=" Δ К "=" 1 2 м В с м 2 + 1 2 я ю 2 .

Тогда эти два уравнения противоречат друг другу!

Кто-нибудь может мне помочь, пожалуйста. я не могу спать

Цитата начинается с «вывести переводную часть». Почему вы ожидаете, что ротация будет включена?
Уважаемый насу, Работа внешней силы равна изменению кинетической энергии ( rot+trans)
Этот вопрос родился из-за другого здесь physics.stackexchange.com/questions/606440/… Буду признателен, если вы сможете взглянуть.

Ответы (2)

Если сила приложена в какой-то р выше ЦМ, то д р "=" д р СМ + р ю д т , так что у вас есть дополнительный термин. Этот дополнительный термин становится:

Вт гниль "=" Ф р ю д т "=" Ф р ю д ю / α "=" 1 2 я ю 2

(где мы заменили α "=" Ф р / я перед интеграцией)

Спасибо, скажем, у нас есть вращающееся тело, вращающееся в ю 0 положить на горизонтальную плоскость, и он скользит, а затем начинает катиться. Работа, совершаемая трением, равна Вт ф "=" 1 2 м В с м 2 0 "=" 1 2 м ю 2 р 2 Но работа, совершаемая трением, также будет являться изменением полной кинетической энергии, равной Вт ф "=" Δ К 1 2 м ю 2 р 2 "=" ( 1 2 м ю 2 р 2 + 1 2 я ю 2 ) 1 2 я ю 0 2 .
Но это противоречие, не могли бы вы посмотреть здесь physics.stackexchange.com/questions/606440/…
вопрос, на который я ответил, правильный, теперь вы задаете мне новый и другой вопрос.
У меня нет проблем с тем, чтобы взглянуть на это, хотя
Да, дорогая, у меня нет учителя, к которому можно было бы пойти. У меня есть только молитвы, чтобы дать вам
Я добавил два комментария в ваш предыдущий ответ, надеюсь, это поможет. Но вы можете продолжать спрашивать меня там
Да, я изучаю ваш комментарий, дорогой.

Если линия действия приложенной силы не проходит через центр масс, то точка приложения силы испытывает тангенциальное ускорение. Это означает, что для данного (короткого) времени dR для силы не совпадает с dR для центра масс. Это различие не учитывается в данном выводе. Это недействительно, если происходит вращение. По сути, дополнительное расстояние, пройденное силой, выполняет работу по обеспечению вращательной энергии.

Да, но здесь это не работает physics.stackexchange.com/questions/606440/…