Движение центра масс тела

Question

Если приложить силу к телу таким образом, чтобы линия действия этой силы не проходила через центр масс этого тела, то оно станет участвовать в двух движениях одновременно: поступательном и вращательном.

Почему так происходит? Почему тело начинает вращаться?

Answer 1

Потому что вы промахнулись мимо центра тяжести. Возникает вращающий момент с плечом из расстояния от центра масс до оси силы и модулем равным силе. И вобще - поступательных движений не бывает. Это вращательные с центром, удаленном в бесконечность.

Answer 2

Вам это нужно как-то по поформальне объяснить, или поинтуитивне?

Попробую план ответа поформальне обрисовать.
Пусть твердое тело движется поступательно.
Берем точку на прямой, проходящей через ЦМ, вдоль которой направлена текущая скорость центра масс.
Отн. это точки вычисляем момент импульса, подставив туды определение ценра масс и проделав некие преобразования, получим, что момент импульса тела нулевой.

Теперь предположим, вы приложили к телу силу, выберем ИСО, в которой начальная скорость ЦМ нулевая.
ЦМ, значит, будет не только ускоряться, но и двигаться дволь прямой, по которой вы приложили силу. Выбрали на этой прямой точку, относительно которой рассматриваем моменты. Если б тело исключительно поступательно стало двигаться, то нарушился бы основной закон динамики вращательного движения - момент силы вы ненулевой приложили, а момент импульса сохранялся бы нулевым.

Answer 3

Потому что вы таким образом прикладываете к телу момент сил. Посмотрите на уравнения движения: момент сил порождает момент импульса, т. е. вращение (в рамках классики) .