Кинематика и динамика твердого тела. Амелькин Н.И. - 38 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

Отсюда следует, что выражение (2.31) представляет собой
формулу сложения угловых скоростей (2.30).
Для вычисления углового ускорения тела
относительно
системы
нужно продифференцировать вектор угловой
скорости
отнпер
ω
ω
ω
+
= в системе . При этом
следует учитывать, что вектор
отн
представляет собой
производную от вектора
отн
ω
, вычисленную в системе ,
т.е. если
,
3
1
отнотн
kk
i
=
ωω
, то
=
3
1
отнотн
kk
i
ωε
. Поэтому
производная от
отн
ω
, вычисленная в системе
Ο
Ι
, равна
ε
Ο
Ι
Ο
Ι
ε
Ι
Ο
.
3
1
3
1
отнперотнотнотнотн
∑∑
×+=
+
=
ωωεωωω
kkkk
ii
Отсюда следу т форм ла для углового ускорения
:
е у
ε
.
отнперотнперотнпер
ω
ω
ε
ε
ω
ω
ε
×
+
+
=
+=
(2.32)
Полученные формулы (2.27) – (2.32) дают возможность
вычислять все кинематические параметры результирующего
движения твердого тела через заданные кинематические
параметры переносного и относительного движения.
Исследуем свойства решений кинематических уравнений
Пуассона. Вычислим производную по времени от
. Из
уравнения (2.24) с учетом вытекающего из этого уравнения
следствия
ω
Λ
Λ
Λ
~
2
~
~
== получаем
Λ
.022
~
~
=
=+
ω
ω
Λ
Λ
Λ
Λ
Отсюда следует, что уравнение (2.24) имеет первый
интеграл
.const=
Λ
Пусть
)(t
и )t(
два решения уравнения (2.24).
Записывая
)(t
Λ
в виде )()()( ttt
Μ
Λ
Λ
=
и подставляя это
решение в уравнение (2.24), получаем
40
   Отсюда следует, что выражение (2.31) представляет собой
формулу сложения угловых скоростей (2.30).
   Для вычисления углового ускорения тела ε относительно
системы ΟΙ нужно продифференцировать вектор угловой
скорости      ω = ω пер + ω отн             в системе ΟΙ . При этом
следует учитывать, что вектор                       ε отн представляет    собой
производную от вектора            ω   отн
                                            , вычисленную в системе ΟΙ ′ ,
                        3                                 3
т.е. если    ω отн = ∑ ω kотн ik′, , то ε отн = ∑ ω kотн ik′ . Поэтому
                        1                                 1

производная от      ω    отн
                               , вычисленная в системе ΟΙ , равна
                3                3
   ω   отн
             = ∑ω   отн
                    k   i ′ + ∑ ω kотн ik′ = ε отн + ω пер × ω отн .
                        k
                1                1
   Отсюда следует формула для углового ускорения                      ε   :
   ε = ω + ω = ε + ε + ω × ω . (2.32)
             пер      отн         пер         отн        пер    отн

   Полученные формулы (2.27) – (2.32) дают возможность
вычислять все кинематические параметры результирующего
движения твердого тела через заданные кинематические
параметры переносного и относительного движения.
   Исследуем свойства решений кинематических уравнений
Пуассона. Вычислим производную по времени от                             Λ    . Из
уравнения (2.24) с учетом вытекающего из этого уравнения
               ~    ~             ~
       Λ = Λ = −2Λ ω получаем
следствия
     ~      ~
   Λ Λ + Λ Λ = 2ω − 2ω = 0.
   Отсюда следует, что уравнение (2.24)                        имеет первый
интеграл Λ = const.
   Пусть Λ (t ) и Λ′(t ) – два решения уравнения (2.24).
Записывая Λ (t ) в виде Λ (t ) = Λ′(t ) Μ (t ) и подставляя это
решение в уравнение (2.24), получаем

                                        40