3.5.2. Кинетический момент вращающегося твердого тела относительно оси вращения
Совместим неподвижную точку О тела, лежащую на оси вращения Оz, с началом системы координат Охуz, оси которой будут вращаться вместе с телом (рис. 3.11). Пусть
- радиус-вектор точки
тела относительно начала координат, его проекции на оси обозначим
,
,
.
на те же оси обозначим 0, 0,
(
).
Вычислим кинетический момент тела относительно центра О. Подставим в (3.13) скорость
точки
:
, получим
(3.14)
Используя формулу
для двойного векторного произведения трех векторов
,
,
, выражение
можно переписать в виде
Имея в виду, что
поскольку
,
;
имеем
.
Отсюда получим следующее выражение для проекции
вектора
на ось Ох
.
Аналогично запишем выражения для проекций
и
. Учитывая формулы (2.10) и (2.12) для осевых и центробежных моментов инерции, окончательно получим
(3.15)
Если ось вращения Оz является главной центральной осью для тела, то
и, следовательно,
. В этом случае кинетический момент тела направлен по оси вращения Oz и равен
. (3.16)