Задача
а) Докажите, что момент инерции относительно центра масс системы точек с единичными массами равен${\frac{1}{n}}$$\sum\limits_{i<j}^{}$aij2, где n — число точек,aij — расстояние между точками с номерами iи j. б) Докажите, что момент инерции относительно центра масс системы точек с массамиm1,...,mn, равен${\frac{1}{m}}$$\sum\limits_{i<j}^{}$mimjaij2, гдеm=m1+...+mn,aij — расстояние между точками с номерами iи j.
Решение
а) Пусть xi — вектор с началом в центре масс Oи концом в точке с номером i. Тогда$\sum\limits_{i,j}^{}$(xi-xj)2=$\sum\limits_{i,j}^{}$(xi2+xj2) - 2$\sum\limits_{i,j}^{}$(xi,xj), где суммирование ведется по всем возможным парам номеров точек. Ясно, что$\sum\limits_{i,j}^{}$(xi2+xj2) = 2n$\sum\limits_{i}^{}$xi2= 2nIOи $\sum\limits_{i,j}^{}$(xi,xj) =$\sum\limits_{i}^{}$(xi,$\sum\limits_{j}^{}$xj) = 0. Поэтому2nIO=$\sum\limits_{i,j}^{}$(xi-xj)2= 2$\sum\limits_{i<j}^{}$aij2. б) Пусть xi — вектор с началом в центре масс Oи концом в точке с номером i. Тогда$\sum\limits_{i,j}^{}$mimj(xi-xj)2=$\sum\limits_{i,j}^{}$mimj(xi2+xj2) - 2$\sum\limits_{i,j}^{}$mimj(xi,xj). Ясно, что$\sum\limits_{i,j}^{}$mimj(xi2+xj2) =$\sum\limits_{i}^{}$mi$\sum\limits_{j}^{}$(mjxi2+mjxj2) =$\sum\limits_{i}^{}$mi(mxi2+IO) = 2mIOи $\sum\limits_{i,j}^{}$mimj(xi,xj) =$\sum\limits_{i}^{}$mi(xi,$\sum\limits_{j}^{}$mjxj) = 0. Поэтому2mIO=$\sum\limits_{i,j}^{}$mimj(xi-xj)2= 2$\sum\limits_{i<j}^{}$mimjaij2.
Ответ
Ответ задачи отсутствует
Чтобы оставлять комментарии, войдите или зарегистрируйтесь