16.10
无扭矩运动是指刚体在不受任何外力矩作用时的运动。
考虑一个轴对称物体,其对称轴为 z 轴,质心位于旋转参考系的原点。在此情况下,物体关于 x 轴和 y 轴的转动惯量相等。
考虑一个惯性参考系,其正Z轴沿角动量矢量方向,并与旋转参考系的正z轴成θ角。
因此,角动量可以用单位矢量以两种方式表示,通过令单位矢量的分量相等,可推导出物体角速度的方程。
此外,将角速度用角位移表示并再次对分量进行等式化,可得到无扭矩轴对称刚体的运动方程。
在此过程中,物体的角动量、进动和自转保持不变,且角度 θ 也保持恒定。
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