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{\mathrm{d}x}{\mathrm{d}t} |
\omega=\frac{\mathrm{d}\theta}{\mathrm{d}t} |
a=\frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t} |
\alpha=\frac{\mathrm{d}\omega}{\mathrm{d}t} |
m |
I |
F_{\mathrm{net}}=ma |
\tau_{\mathrm{net}} = I\alpha |
W=\int F\ \mathrm{d}x |
W = \int \tau\ \mathrm{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 \mathbf{a}=\alpha r \hat{\mathbf{t}}+\omega^2r\hat{\mathbf{r}_{c}}
质点的转动惯量为 mr^2,刚体的转动惯量 I=\int r^2\,\mathrm{d}m,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_{\mathrm{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。