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§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?
1第一章质点动力学(动力学部分) 质点动力学研究的是质点的运动与其受力之间的关系。在惯性参考系中质点动力学问题在非惯性系中的质点动力学问题2第一、二定律: 第三定律:第一定律第二定律第三定律§2 质点运动微分方程适用条件?理论基础:牛顿定律与微积分惯性系 任意系3二、 直角坐标形式:三、 自然坐标形式:一、矢量形式:4四、 动力学基本问题1已知力,求运动规律;2已知运动规律,求作用力;3已知部分运
1第六章 刚体动力学(二)2上节内容回顾:一、刚体定点运动动力学问题的解法1:矢量力学解法:欧拉动力学方程+欧拉运动学方程;2:分析力学解法:欧拉角+欧拉运动学方程+拉格朗日方程。二、重刚体定点运动、规则进动1:规则进动:2:动力学对称刚体:3:欧拉情况下的动力学对称刚体必然作规则进动;4:拉格朗日情况下(动力学对称): 刚体在适当的初条件下可作规则进动;3§6-3、陀螺近似理论一、陀螺规则进动的
1动量 momentum质点系的动量(momentum of particle system)矢量和,没有涉及动量的位置动或静?23动量的‘位置’ 、力的‘位置’ 4动量矩Moment of momentum (Angular momentum)考虑了动量 mivi及动量的‘位置’ ri5动量矩 动量 ‘位置’的描述 Moment of momentum (Angular momentum) 6质
1拉格朗日方程拉格朗日方程实质就是广义坐标表示下的动力学普遍方程牛顿第二定律牛顿第二定律在直角坐标下的表示:2动力学的基本方法牛顿定律动量定理动量矩定理动能定理达朗贝尔原理//动静法虚位移原理动力学普遍方程矢量力学分析力学3在直角坐标下:矢量力学静力学:力系平衡分析力学静力学:虚位移原理在广义坐标下:4虚位移原理有广义坐标形式虚位移原理的数学形式:5在直角坐标下:矢量力学质点系动力学:分析力学动力
1§6-4刚体一般运动的运动学与动力学一、刚体一般运动的运动方程Oxyz :定参考系O’x’ y’ z’ :随体参考系: 平动参考系2刚体一般运动 =平动 + 定点运动刚体的角速度和角加速度与基点的选取无关3二、刚体一般运动时点的速度和加速度4三、刚体一般运动的运动微分方程5例:薄圆盘在粗糙水平面上的纯滚动,设其半径为 R Oxyz :定参考系C’x’ y’ z’ :随体参考系选取欧拉角(?,?,
1第六章 刚体动力学(二)2§6-1、刚体定点运动的运动学刚体定点运动:刚体在运动过程中其上或其延展体上有一点保持不动。3一、刚体定点运动的运动学Oxyz为固定参考系Ox’y’z’为随体参考系问题:1:如何描述刚体的定点运动?2:定点运动刚体的自由度?3:用哪些参数描述其运动?用随体参考系相对固定参考系的位置描述刚体的定点运动。4二、刚体定点运动的性质1、刚体定点运动的有限位移有限位移:定点运动刚
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