《剛體的基本運動》課件

《剛體的基本運動》ppt課件REPORTING目錄剛體運動的基本概念剛體的平動剛體的轉動剛體的定軸轉動剛體的自由度與約束PART01剛體運動的基本概念REPORTING剛體的定義剛體是指在運動過程中，其內部任意兩點之間的距離始終保持不變的物體。剛體的特性剛體具有不變的形狀和大小，不會因為運動而發(fā)生形變。在剛體運動過程中，其上任意一點的速度和加速度都與該點在剛體上的位置有關，而與該點在剛體上的運動狀態(tài)無關。剛體的定義可變形剛體是指在外力作用下會發(fā)生形變的剛體。這類剛體在工程和自然界中廣泛存在，如橋梁、建筑和飛機等?？勺冃蝿傮w不可變形剛體是指在任何外力作用下都不會發(fā)生形變的剛體。這類剛體通常只存在于理論研究中，如剛體的基本運動等。不可變形剛體剛體的分類

剛體的基本運動形式平動剛體的平動是指剛體在運動過程中，其上任意兩點始終保持在同一條直線上。平動又可以分為直線平動和曲線平動。轉動剛體的轉動是指剛體繞某一定點進行圓周運動。轉動又可以分為定軸轉動和動軸轉動。振動剛體的振動是指剛體在運動過程中，其上任意一點的運動軌跡呈周期性變化。振動又可以分為自由振動和受迫振動。PART02剛體的平動REPORTING剛體在三維空間中的運動，若其上任意一點在運動過程中始終保持與某一固定平面的距離不變，則稱該剛體的運動為平動。平動剛體上任意兩點的連線在運動過程中始終保持方向不變，且平動剛體的角速度和線速度均為零。平動的定義平動的特點平動的定義平動剛體的運動軌跡是一條直線或一個平面圖形，且軌跡始終保持不變。平動剛體的速度和加速度都是矢量，且大小和方向均保持不變。平動剛體的轉動慣量和角速度均為零。平動的特點勻速直線運動的汽車汽車在道路上勻速直線行駛時，可以視為平動剛體。勻速圓周運動的飛輪飛輪在旋轉時，如果其轉速恒定，則可以視為平動剛體。平動的實例PART03剛體的轉動REPORTING剛體繞某一定點轉動，剛體上任意兩點與該定點連成的線段在轉動過程中一般會改變方向，但它們的長度保持不變。轉動剛體轉動的軸線，也稱旋轉軸或主軸。轉軸剛體繞轉軸轉過的角度，通常用θ表示。轉角剛體每秒鐘轉過的角度，通常用ω表示。轉速轉動的定義剛體轉動時，其上所有點的速度方向都垂直于該點到旋轉軸的連線，且大小與該點到旋轉軸的距離成正比。剛體轉動時，其上所有點的角速度都相等，且大小與該點到旋轉軸的距離無關。剛體轉動時，其上所有點的向心加速度方向都指向該點到旋轉軸的連線，且大小與該點到旋轉軸的距離成正比。轉動的特點車輪繞其軸線轉動，車輪上的點以不同的線速度運動，但角速度相等。車輪的轉動電風扇的葉片繞其軸線轉動，葉片上的點以不同的線速度運動，但角速度相等。電風扇的轉動轉動的實例PART04剛體的定軸轉動REPORTING定軸轉動是指剛體繞某一固定軸線旋轉的運動。剛體在定軸轉動時，其上任意一點都繞同一固定軸線作圓周運動。剛體的定軸轉動是一種基本的機械運動形式，廣泛應用于各種工程領域。定軸轉動的定義123剛體在定軸轉動時，其上各點的角速度是相等的，但線速度則與各點到軸心的距離成正比。剛體在定軸轉動時，其上各點的加速度大小與各點到軸心的距離成正比，方向則垂直于該點到軸心的連線。剛體在定軸轉動時，其上各點的科氏加速度為零。定軸轉動的特點03陀螺儀、飛輪儲能等裝置中的定軸轉動運動。01機械傳動系統(tǒng)中的齒輪、軸承等部件的旋轉運動。02電機、發(fā)動機等旋轉機械的運動。定軸轉動的實例PART05剛體的自由度與約束REPORTING剛體在空間中的自由度是指它可以獨立改變的坐標數。自由度定義對于在平面內運動的剛體，其自由度為2，即它可以沿著x軸和y軸獨立移動，同時還可以繞著垂直于平面的軸旋轉。平面運動自由度對于在空間中運動的剛體，其自由度為3，即它可以沿著x軸、y軸和z軸獨立移動，同時還可以繞著x軸、y軸和z軸旋轉?？臻g運動自由度剛體的自由度約束是限制剛體某些運動的條件，使得剛體的自由度數減少。約束定義剛體被固定在某一點上，不能移動也不能旋轉。固定約束剛體可以在某一直線上滑動或繞一固定點轉動?；瑒蛹s束剛體通過鉸鏈連接，只能繞鉸鏈軸旋轉。鉸鏈約束剛體的約束解除約束的方法根據具體約束類型，可以采用不同的方法解除約束，如拆卸、放松等。部分約束只限制了剛體的部分自由度，如滑動支座、滾動軸承等。完全約束完全限制了剛體的所