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第5章 刚体运动学,刚体运动随处可见,观览轮盘是一种具有水平转轴、能在铅垂平面内回转的装置。轮盘和吊箱的运动各有什么样的特点?如何描述?,5.1 刚体和自由度的概念,一. 刚体,特殊的质点系，, 理想化模型,形状和体积不变化,在力作用下，组成物体的所有质点间的距离始终保持不变,二. 自由度,确定物体的位置所需要的独立坐标数, 物体的自由度数,s,O,i = 1,x,y,z,O,( x , y , z ),i = 3,i = 2,x,y,z,O,i = 3+2+1= 6,当刚体受到某些限制 自由度减少,5.2 刚体的平动,刚体运动时，若在刚体内所作的任一条直线都始终保持和自身平行, 刚体平动,平动的特点,(1) 刚体中各质点的运动情况相同,(2) 刚体的平动可归结为质点运动,一大型回转类“观览圆盘”如图所示。圆盘的半径R=25 m，供人乘坐的吊箱高度L=2 m。若大圆盘绕水平轴均速转动，转速为0.1 r/min。,例,解,求 吊箱底部A点的轨迹及A点的速度和加速度的大小。,吊箱平动,5.3 刚体绕定轴转动,z,M,I,II,P,角坐标,角速度,角加速度,一. 描述 刚体绕定轴转动的角量,刚体的平动和绕定轴转动是刚体的两种最简单最基本运动,刚体内各点都绕同一直线(转轴)作圆周运动_刚体转动,转轴固定不动, 定轴转动,二. 定轴转动刚体上各点的速度和加速度,当,与质点的匀加速直线运动公式相象,定轴,P,刚体,参考方向,z,O,r,基点O,瞬时轴,任意点都绕同一轴作圆周运动, 且 ， 都相同,速度与角速度的矢量关系式,加速度与角加速
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