Угловой момент и ассиметричная ось

Наткнулся на вопрос,

Если полукруглый диск вращается равномерно (постоянная угловая скорость) вокруг оси, проходящей через его центр масс и перпендикулярной его плоскости, нужен ли нам внешний крутящий момент для поддержания его движения

Моя попытка включает в себя переход к исходному определению крутящего момента как скорости изменения углового момента, которое, я считаю, здесь постоянно. В книге упоминается что-то об асимметричной оси и, следовательно, не постоянный угловой момент.

Что касается дальнейшего чтения, я считаю, что это как-то связано с условиями, когда угловая скорость и импульс твердого тела не параллельны.

Одно условие, которое я чувствую, - это когда ось не зафиксирована, но как асимметричная ось выполняет это условие, как в вопросе выше.

Вот что говорит моя книга по этому вопросу.введите описание изображения здесь

Ответы (1)

Угловая скорость твердого тела останется постоянной без приложения крутящего момента, если угловая скорость параллельна главной оси. Вы можете видеть это непосредственно из уравнений Эйлера

я я д ю я д т + ( я к я Дж ) ю Дж ю к "=" Н я

Если ваша угловая скорость полностью ориентирована на одну главную ось при = 0, а крутящий момент равен нулю, то мы имеем это ю Дж ю к равен 0 при t = 0, поэтому ОДУ сводится к д ю я д т "=" 0 при t=0.

Отсюда следует, что три составляющие угловой скорости не меняются мгновенно при t=0. Следовательно, две составляющие угловой скорости, которые равны нулю, остаются нулевыми при t = 0. Затем с помощью итерации легко увидеть, что это на самом деле верно для всех t, т. е. угловая скорость остается постоянной, поэтому объект поддерживает свое первоначальное движение.

Итак, что касается вашего вопроса, спросите себя, является ли ось, перпендикулярная полукруглому диску, главной осью.

Кроме того, в качестве примечания, угловой момент всегда постоянен, если нет чистого полного крутящего момента.

Я добавил ответ своей книги в качестве редактирования, пожалуйста, обратитесь к нему и выявите недостаток в моих рассуждениях.
Что ж, может быть, я ошибаюсь, но я не согласен с вашей книгой. Вы должны быть в состоянии иметь постоянное движение без какого-либо крутящего момента вокруг оси, идущей в ЦМ перпендикулярно плоскости объекта, будь то диск или колесо. Объект-блин в плоскости xy всегда поддерживает постоянное движение вокруг оси z через свой ЦМ.