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刚体运动方程
16.8
刚体的运动可以通过质心的平动和转动运动方程来描述。
牛顿第二定律给出了物体质心 G 平动运动的运动方程。
对点 G 产生的所有力矩之和等于物体角动量的变化率。
如果在点 A(而非点 G)施加一个外力,将产生一个力矩,导致物体发生旋转。
点A的角动量可以表示为该点相对于点G的相对位置与相对速度的矢量积。 角动量对时间的导数即为点A的力矩。
对刚体内的所有点求和,可计算出该系统关于点 G 的总力矩。
利用相对加速度的定义和向量的分配律,可得到由外力引起的对点 G 的总力矩方程。
刚性物体的运动可以通过解释围绕物体质心G点的平移和旋转运动方程来对其进行解释。根据牛顿第二定律,这个质心是平移运动方程能够发挥作用的点。
绕物体的质心所产生的组合力矩等于其物体角动量的变化率。当外力施加在物体质心以外的不同点时,便会导致物体发生旋转并使其产生力矩。
该点的角动量被表示为矢量积,其中包…