Закони динаміки системи матеріальних точок. Теорема про рух центра мас
Розглянемо систему, що складається з - матеріальних точок ( - скінченне число). Рух такої системи зручно описувати, ввівши поняття центра мас системи. Нехай маса - тої точки , а її координата . Центром мас системи вважаємо точку, координата якої може бути визначена із співвідношення
, (2.6)
або
,
де M - сумарна маса системи матеріальних точок.
Встановимо закон руху центра мас. Для цього використаємо закономірності руху кожної з точок системи. Оскільки - імпульс -тої точки, то сумарний імпульс системи:
. (2.7)
З рівняння руху довільної матеріальної точки:
, (2.8)
де - зовнішня сила, що діє на матеріальну точку, а - сума внутрішніх сил, які діють на - ту матеріальну точку з боку інших точок системи: ( , оскільки і-та матеріальна точка сама з собою не взаємодіє. Таким чином рівняння руху системи матеріальних точок може бути записане у вигляді:
.
Згідно з третім законом Ньютона , тому
. (2.9)
З останнього виразу випливає, що центр мас системи матеріальних точок рухається так, як рухалося б тіло масою під дією всіх прикладених зовнішніх сил.