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平面剛體力動學
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運動方程式
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前言
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牛頓第二定理
- 對於質點適用
- 可能不適用於剛體
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Euler定理
- 對於剛體適用
- 為了證明公式適用於剛體
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Euler定理
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Euler第一定理(力)
- 證明
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Euler第二定理(力矩)
- (成立於平面的剛體)
- 空間剛體
- G=質心
- O=固定點
- 平面剛體
- ∵ w與HG同向
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外力矩與
角加速度的關係
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對質心
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對固定旋轉中心
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對剛體上動點P(P非質心)
- 公式
- 力矩=轉動慣量乘角加+隨心平移生力矩
- 特例
- A點為加速度瞬心
- ap=0
- A點加速度作用線通過質心
- d=0
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力矩=轉動慣量乘角加
- 定轉質心加瞬心,加速度作用線通過質心
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運動方程式
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題型分析
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平移問題
- ω=α=0
- 直線
- 卡式座標+畫圖
- 曲線
- 切法座標+畫圖
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翻倒問題
- 靜力學力矩平衡+達然貝特原理
- 作用在質心
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繞固定點轉動
- 求固定點力矩
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一般平面運動
- 其中
- 未知數太多
- 找運動學條件,減少有效力圖的未知數
- 座標系的選取原則
- 盡量減少力的分解
- 須同時考慮外力圖與有效力圖
- 方程式的編列原則
- 盡量減少聯立
- 求質心G以外之點的加速度
- 利用剛體運動公式
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突然釋放問題
- 找支承&運動條件關係式
- 善用加速度中心
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倚牆運動
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純滾動(問題大宗)
- 三種題型
- 已知純滾動
- 已知有滑動
- 摩擦力=動摩擦
- 給定摩擦係數
- 需假設滑動求解