1§6-1 刚体定点运动的运动学三、刚体定点运动的角速度和角加速度角速度2§6-1 刚体定点运动的运动学角加速度思考题:推导出用欧拉角及其一阶和二阶导数表示的定点运动刚体的角加速度。用欧拉角表示的角速度3§6-1 刚体定点运动的运动学例:已知动圆锥A以匀角速率在定圆锥B上纯滚动,滚动的速率为ω(大小为常量)。 确定动圆锥A的角加速度的方向 。结论:沿圆锥B底面圆周的切线方向AB4§6-1 刚体定点
1§6-2、欧拉动力学方程一、刚体定点运动的动量矩Oxyz为惯性参考系Ox’y’z’为随体参考系刚体对O点的动量矩:上述矢量在不同参考系中可表示为:2§6-2、欧拉动力学方程3§6-2、欧拉动力学方程讨论:定点运动刚体动量矩的最简表达式4§6-2、欧拉动力学方程刚体对O点的动量矩:问题:上式能否进一步简化?5§6-2、欧拉动力学方程如果x’ y’ z’是刚体的惯量主轴问题:Lo与?是否共线,在什么
1§5-2、拉格朗日方程T 为系统的动能,可表示成:方程的推导见:教材《动力学》P140-1422§5-2、拉格朗日方程例:建立质量为m的质点在重力作用下的动力学方程。1、系统的自由度为k=32、系统的广义坐标:3、系统的动能解:4、系统的广义力3§5-2、拉格朗日方程第二类拉格朗日方程几种形式1、当主动力均为有势力时设:L=T-V (拉格朗日函数)4§5-2、拉格朗日方程2、当主动力部分为有势力
1第六章-刚体动力学(二)刚体的定点运动与一般运动2引出问题 刚体一般运动的实例3刚体的定点运动问题:什么是刚体的定点运动4§6-1 刚体定点运动的运动学刚体定点运动( fixed-point motion of rigid body):若刚体在运动过程中其上或其延展体上有一点保持不动。则称刚体作定点运动问题:用什么方法分析和研究刚体的定点运动?5用什么方法研究一、刚体定点运动的运动学方程Oxyz
1§6-4、刚体的一般运动的运动学与动力学2刚体一般运动的实例3§6-4-1、刚体一般运动的运动学问题:如何确定自由刚体在空间的位置?4§6-4-1、刚体一般运动的运动学一、刚体一般运动的运动方程x y z定参考系一般运动 = 平移运动 + 定点运动5§6-4-1、刚体一般运动的运动学二、刚体一般运动时其上 点的速度和加速度(平移动系)刚体的一般运动:随基点的平移和绕基点的定点运动的合成刚体上点的
1Acceleration of points on planar motion rigid body 平面运动刚体的角加速度2A基点法公式3Example 1: 长为l 的AB 杆的两端分别沿两个正交的滑道运动,已知 A 点的速度为v ,求图示瞬时滑块 B 的加速度和 AB 杆的角加速度。解:1,求AB 杆的角速度基点: A大小方向??2,求 B 点的加速度大小方向??4Example 2已知O
1Acceleration of points on planar motion rigid body 平面运动刚体的角加速度2A基点法公式3Example 1: 长为l 的AB 杆的两端分别沿两个正交的滑道运动,已知 A 点的速度为v ,求图示瞬时滑块 B 的加速度和 AB 杆的角加速度。解:1,求AB 杆的角速度基点: A大小方向??2,求 B 点的加速度大小方向??4Example 2已知O
问题:如何建立定点运动刚体的无限小转角与刚体上点的无限小位移之间的关系?三次转动OAA1无限小转角与无限小位移之间的关系:一次转动一次转动2定点运动刚体上各点的速度速 度:3刚体定点运动的角速度和角加速度角速度4角速度章动角速度自转角速度5自转角速度进动角速度章动角速度角速度6Q:怎样找到角速度的方向1 合成2 寻找刚体上速度为零的点瞬时转动轴:在某瞬时,刚体上存在一根通过定点O的 轴,在该轴上各
OBAA,B1刚体定点运动的运动方程定点运动刚体的角速度2角速度章动角速度进动角自转角自转角速度34从研究刚体定点运动的无限小位移着手结论:定点运动刚体无限小位移的顺序可交换定点运动刚体上点的速度略去二阶小量求导数1 不方便2 物理意义不明确5问题:如何建立定点运动刚体的无限小转角与刚体上点的无限小位移之间的关系?三次转动OAA6无限小转角与无限小位移之间的关系一次转动一次转动7四、定点运动刚体上
1第六章 刚体动力学(二)2刚体的定点运动运动学总结定点运动刚体的任意有限位移,可以绕通过固定点的某一轴经过一次转动来实现。定点运动刚体有限位移的顺序不可交换。定点运动刚体无限小位移的顺序可交换。定点运动刚体的角位移不是矢量,但无穷小角位移是矢量。定点运动刚体的角速度\角加速度是矢量。常用欧拉角作定点转动刚体的广义坐标。3欧拉角的定义4欧拉角( ?,?,? )的几何意义? = 常数5? = 90?
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