Простейшие движения твердого тела.

Лекция 3. Вращение твёрдого тела вокруг неподвижной оси.

Простейшие движения твердого тела. - student2.ru Задание движения твердого тела. Основными задачами кинематики твер­дого тела являются установление способа задания его движения и изучение кинематических характеристик, присущих телу, а также определение траекторий, скоростей и ускорений всех точек тела.

Будем говорить, что движение твердого тела задано, если имеется способ определения положения любой его точки в любой момент времени по отношению к выбранной системе координат.

Простейшие движения твердого тела. - student2.ru Для задания движения твердого тела не требуется задавать движение каждой его точки, поскольку перемещения отдельных точек связаны условием неизменяемости расстояний между ними. Положение твердого тела в общем случае вполне определяется заданием шести независимых параметров. Покажем это. Возьмем в теле три не лежащие на одной прямой точки (рис. 10.1) Простейшие движения твердого тела. - student2.ru , Простейшие движения твердого тела. - student2.ru , Простейшие движения твердого тела. - student2.ru с координатами Простейшие движения твердого тела. - student2.ru , Простейшие движения твердого тела. - student2.ru , Простейшие движения твердого тела. - student2.ru Простейшие движения твердого тела. - student2.ru . Так как расстояния Простейшие движения твердого тела. - student2.ru , Простейшие движения твердого тела. - student2.ru , Простейшие движения твердого тела. - student2.ru между точками твердого тела не изменяются, то координаты точек должны удовлетворять трем уравнениям:

Простейшие движения твердого тела. - student2.ru (10.2)

Следовательно, из девяти координат точек Простейшие движения твердого тела. - student2.ru независимых только шесть, остальные три определяются из уравнений (10.2). Таким образом, положение твердого тела относительно произвольно выбранной системы координат вполне определяется шестью независимыми параметрами. Если твердое тело будет закреплено в какой-либо точке, то его положение будет определяться уже только тремя независимыми параметрами. Число независимых параметров, задание которых однозначно определяет положение твердого тела в пространстве, называется числом степеней свободы твердого тела.

Простейшие движения твердого тела.

Поступательное движение твердого тела.Поступательным движением твердого тела называется такое движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, остается во все время движения параллельной своему первоначальному положению.

Траектории точек тела, движущегося поступательно, одинаковы и получаются друг из друга параллельным смещением.

При поступательном движении твердого тела скорости всех его точек в каждый момент времени равны между собой.

При поступательном движении твердого тела ускорения всех точек тела в каждый момент времени равны между собой.

Таким образом, при поступательном движении твердого тела все его точки движутся одинаково, так как их перемещения, скорости и ускорения геометрически равны.

Следовательно, для определения движения твердого тела, движущегося поступательно, нет необходимости рассматривать движение всех точек тела, а достаточно рассмотреть движение одной точки тела, иначе говоря, поступательное движение твердого тела определяется движением одной точки этого тела, координаты которой должны быть заданы как функции времени.

Наши рекомендации