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旋转运动学方程
15.3
对于以恒定角加速度转动的刚体,类似于线性运动学,可以建立刚体转动的运动学方程。
考虑刚体做圆周运动时其上的点 A,可通过求位移方程对时间的导数来确定其平动速度。
此处,平移速度始终与圆形路径相切。它可以用角速度与位置矢量的矢量积来表示。表达式 rAsinθ 对应于点 A 所沿圆形路径的半径。
同样,点 A 的线加速度可以表示为法向加速度分量和切向加速度分量的矢量和。
切向分量表示速度大小随时间的变化率,而法向分量表示速度方向随时间的变化率。
通过对平移速度的矢量方程求时间导数,可以将加速度表示为矢量形式。
此处,第一项给出切向加速度,而第二项给出加速度的法向分量。
在力学中,当观察到一个刚体以恒定的角加速度进行旋转运动时,可以建立其旋转运动学方程。此过程类似于在更简单的运动研究中处理线性运动学的方式。
例如,假设一个刚体上的A点正在进行圆周运动。该特定点的平移速度可以通过位移方程的时间导数来进行计算,该方程在本质上测量了A点的位置随时间所发生的变化。该平移速度…