《剛體力學(xué)》課件

《剛體力學(xué)》ppt課件contents目錄剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)剛體動(dòng)力學(xué)剛體的平衡剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量剛體的角動(dòng)量01剛體運(yùn)動(dòng)學(xué)總結(jié)詞剛體的平動(dòng)是指剛體在空間中的移動(dòng)，其上任意兩點(diǎn)在同一直線上，且該直線與該剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行。詳細(xì)描述剛體的平動(dòng)是指剛體在空間中的移動(dòng)，其上任意兩點(diǎn)在同一直線上，且該直線與該剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行。平動(dòng)剛體的運(yùn)動(dòng)軌跡是一條直線或一個(gè)平面圖形，其上任意兩點(diǎn)的相對位置保持不變。平動(dòng)剛體的速度和加速度都是矢量，其方向與平動(dòng)剛體的移動(dòng)方向一致。剛體的平動(dòng)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)是指剛體繞著某一定點(diǎn)（稱為轉(zhuǎn)動(dòng)中心）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？偨Y(jié)詞剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)是指剛體繞著某一定點(diǎn)（稱為轉(zhuǎn)動(dòng)中心）的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，剛體上任意一點(diǎn)繞著轉(zhuǎn)動(dòng)中心作圓周運(yùn)動(dòng)，且該圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與剛體上該點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離相等。轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的角速度、角加速度等都是標(biāo)量，其方向與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相關(guān)。轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的速度和加速度都是矢量，其方向垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)平面。詳細(xì)描述剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)剛體的定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是指剛體繞著通過定點(diǎn)（稱為動(dòng)點(diǎn)）且垂直于定直線（稱為轉(zhuǎn)動(dòng)軸）的軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？偨Y(jié)詞剛體的定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是指剛體繞著通過定點(diǎn)（稱為動(dòng)點(diǎn)）且垂直于定直線（稱為轉(zhuǎn)動(dòng)軸）的軸線的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中，剛體上任意一點(diǎn)繞著動(dòng)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)，且該圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與剛體上該點(diǎn)到動(dòng)點(diǎn)的距離相等。定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度、角加速度等都是標(biāo)量，其方向垂直于轉(zhuǎn)動(dòng)平面。定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的剛體上任意一點(diǎn)的線速度和角速度都與該點(diǎn)到轉(zhuǎn)動(dòng)軸的距離成正比。詳細(xì)描述剛體的定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)02剛體動(dòng)力學(xué)描述了力在剛體上的平移性質(zhì)，即當(dāng)力作用在剛體的某一點(diǎn)時(shí)，該力可以等效地作用在剛體的任意其他點(diǎn)上，只要保持力的大小和方向不變?？偨Y(jié)詞力的平移定理指出，當(dāng)一個(gè)力作用在剛體的某一點(diǎn)上時(shí)，這個(gè)力可以等效地作用在剛體的任意其他點(diǎn)上，只要保持力的大小和方向不變。這個(gè)定理說明了力的平移性質(zhì)，是剛體力學(xué)中的一個(gè)基本定理。詳細(xì)描述力的平移定理總結(jié)詞描述了剛體運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)量的瞬時(shí)表現(xiàn)，是剛體動(dòng)力學(xué)中的一個(gè)重要概念。詳細(xì)描述動(dòng)量是描述剛體運(yùn)動(dòng)過程中質(zhì)量的瞬時(shí)表現(xiàn)的一個(gè)物理量。在剛體動(dòng)力學(xué)中，動(dòng)量是一個(gè)非常重要的概念，它與力、速度和時(shí)間等物理量密切相關(guān)。根據(jù)動(dòng)量的定義，剛體的動(dòng)量等于剛體的質(zhì)量與速度的乘積。剛體的動(dòng)量總結(jié)詞描述了剛體繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)量表現(xiàn)，是剛體動(dòng)力學(xué)中的一個(gè)重要概念。詳細(xì)描述動(dòng)量矩是描述剛體繞質(zhì)心轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)量表現(xiàn)的一個(gè)物理量。在剛體動(dòng)力學(xué)中，動(dòng)量矩是一個(gè)非常重要的概念，它與力矩、角速度和時(shí)間等物理量密切相關(guān)。根據(jù)動(dòng)量矩的定義，剛體的動(dòng)量矩等于剛體的質(zhì)量與角速度的乘積。剛體的動(dòng)量矩VS描述了剛體運(yùn)動(dòng)過程中能量的表現(xiàn)形式，是剛體動(dòng)力學(xué)中的一個(gè)重要概念。詳細(xì)描述動(dòng)能是描述剛體運(yùn)動(dòng)過程中能量的表現(xiàn)形式的一個(gè)物理量。在剛體動(dòng)力學(xué)中，動(dòng)能是一個(gè)非常重要的概念，它與速度、質(zhì)量和位置等物理量密切相關(guān)。根據(jù)動(dòng)能的定義，剛體的動(dòng)能等于剛體的質(zhì)量與速度平方的一半的乘積。總結(jié)詞剛體的動(dòng)能03剛體的平衡剛體在靜止?fàn)顟B(tài)下，受到外力作用后能夠保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種平衡稱為靜平衡。靜平衡的定義靜平衡的條件靜平衡的實(shí)例剛體在任意兩個(gè)相互垂直的平面內(nèi)的力矩之和為零，即剛體的重心在回轉(zhuǎn)軸上。如杠鈴、天平、不倒翁等。030201剛體的靜平衡動(dòng)平衡的條件剛體在任意平面內(nèi)的力矩之和為零，同時(shí)滿足牛頓第二定律。動(dòng)平衡的實(shí)例如飛輪、轉(zhuǎn)子等。動(dòng)平衡的定義剛體在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，受到外力作用后能夠保持勻速圓周運(yùn)動(dòng)或勻加速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這種平衡稱為動(dòng)平衡。剛體的動(dòng)平衡04剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量123描述剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣性大小的物理量，其大小取決于剛體的質(zhì)量分布。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量$I=intr^2dm$，其中$r$是質(zhì)量微元到某固定點(diǎn)的距離，$dm$是質(zhì)量微元。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算公式在國際單位制中，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的單位是$kgcdotm^2$。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的單位轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的定義01對于質(zhì)量均勻分布的圓盤，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量也可以通過積分計(jì)算得出。對于不規(guī)則剛體，可以通過將剛體分割成許多小的質(zhì)量微元，然后對每個(gè)質(zhì)量微元進(jìn)行積分來計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。對于多個(gè)剛體的系統(tǒng)，可以通過將各個(gè)剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量加起來得到總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。對于細(xì)長均勻桿，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以通過積分計(jì)算得出。020304轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的性質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是定值對于確定的剛體和參考點(diǎn)，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量是定值，不隨剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)改變而改變。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量具有慣性即剛體在不受外力矩作用時(shí)，其角動(dòng)量保持不變。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與參考點(diǎn)的選擇有關(guān)選擇不同的參考點(diǎn)，計(jì)算出來的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可能不同。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與參考坐標(biāo)系的選擇無關(guān)即在不同坐標(biāo)系下測量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其值是相同的。05剛體的角動(dòng)量角動(dòng)量是矢量，具有方向和大小，其方向沿角速度矢量的方向。角動(dòng)量是描述剛體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的重要物理量，與線動(dòng)量相對應(yīng)。角動(dòng)量是描述剛體繞固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量，等于剛體質(zhì)量、角速度和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量三者的乘積。角動(dòng)量的定義角動(dòng)量的大小計(jì)算公式為：L=m×ω×r，其中m為剛體質(zhì)量，ω為剛體角速度，r為從旋轉(zhuǎn)軸到某點(diǎn)的矢徑。對于定軸轉(zhuǎn)動(dòng)剛體，其角動(dòng)量大小為L=Iω，其中I為剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，ω為剛體繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的角速度。對于平面運(yùn)動(dòng)剛體，其角動(dòng)量大小為L=m×v×r，其中v為剛體的線速度，r為從轉(zhuǎn)動(dòng)軸到某點(diǎn)的矢徑。角動(dòng)量的計(jì)算角動(dòng)量守恒定律表明，在沒有外力矩作用的情況下，剛體的角動(dòng)量保持不變。對