Rotation - 定轴转动

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平动和转动有许多对应的地方,应该对比着学习。

Translation Rotation
x \theta
v=\frac{dx}{dt} \omega=\frac{d\theta}{dt}
a=\frac{dv}{dt} \alpha=\frac{d\omega}{dt}
m I
F_{net}=ma \tau_{net} = I\alpha
W=\int F\ dx W = \int \tau\ d\theta
K=\frac{1}{2}mv^2 K=\frac{1}{2}I\omega^2
P=Fv P=\tau\omega
W=\Delta K W = \Delta K

在转动中,质量 m 与转动惯量 I 对应,力 F 与力矩 \tau 对应。

差异:转动中的加速度分为 切向加速度 和 法向加速度,对应公式 \vec{a}=\alpha r \hat{t}+w^2r\hat{r_{c}}

质点的转动惯量为 mr^2,刚体的转动惯量 I=\int r^2dm,一般不太好算,所以会给一些常见几何体的(转轴过质心情况下的)转动惯量表。
然后可以用平行轴定理 I=I_{com}+Mh^2 算出新转轴下的转动惯量。

算轴力:由于轴力对转动没有贡献,需要对质点进行运动学分析。