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时间:2017-11-11
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1、第3章复合运动一个点相对某个坐标系的运动(第一章)一个刚体相对某一坐标系的运动(第二章)多个点、多个刚体相对多个坐标系的运动(第三章)分解熟悉的点的运动和刚体的运动3.1点的复合运动3.2刚体复合运动实例复合运动的基本概念三种运动方程之间的关系矢量的绝对导数和相对导数速度合成加速度合成第1节点的复合运动圆周运动螺旋曲线运动请问:螺旋桨上一点的运动轨迹是什么?实例1第1节点的复合运动62021/6/18请问:月球的运动轨迹是什么?假设:1、地球绕太阳作圆周运动;2、月球绕地球作圆周运动;3、月球的运动轨道和地球的轨道共面。地球月球月球太阳实例2第1节点的复合运动7202
2、1/6/18实例3:起重机吊起重物第1节点的复合运动82021/6/18在地球参考系与太阳参考系中行星的运动最早的天文学理论:托勒密(90-168,埃及)提出地心说,基本可以解释人们观察到的天体运动规律。十五世纪下半叶,航海迅速发展,需要天文学知识判定方向。天文观测精度不断提高。发现行星“逆行”现象。第1节点的复合运动“地心说”牵强解释“逆行”,在圆上再套一个甚至套几个圆“日心说”合理解释“逆行”92021/6/18第1节点的复合运动相对不同参考系,描述运动难易不同。从运动学角度,应寻找合适的参考系使描述运动简单;从动力学角度,牛顿定律仅在惯性系中成立。因此,我们需要
3、研究相对不同参考系的运动之间的关系。102021/6/18实例复合运动的基本概念三种运动方程之间的关系矢量的绝对导数和相对导数速度合成加速度合成第1节点的复合运动p(动点)参考坐标系OXYZ(称为定系)参考坐标系oxyz(称为动系)YY相对运动:p点相对oxyz的运动绝对运动:p点相对OXYZ的运动牵连运动:oxyz相对OXYZ的运动绝对运动和相对运动是点的运动牵连运动是刚体的运动OXZoXZxyzpo点的运动动系到定系的坐标转换矩阵第1节点的复合运动复合运动的基本概念注:动系和定系是相对的,在运动学中可以任意选取。第1节点的复合运动132021/6/18定参考系?动
4、参考系?相对运动?牵连运动?绝对运动?定系:地球固连坐标系动系:飞机固连坐标系相对运动:圆周运动牵连运动:飞机相对地面的运动绝对运动:螺旋运动定系:飞机固连坐标系动系:地球固连坐标系相对运动:螺旋运动牵连运动:地面相对飞机的运动绝对运动:圆周运动第1节点的复合运动动点p定系动系相对运动绝对运动牵连运动绝对运动为相对运动和牵连运动的复合动系的变化不影响绝对运动实例复合运动的基本概念三种运动方程之间的关系矢量的绝对导数和相对导数速度合成加速度合成第1节点的复合运动第1节点的复合运动矢量r在定系中的列阵为,在动系中的列阵为与我们求刚体上任何一点的速度有何不同?不再是常数动系
5、Oxyz相对于定系O0XYZ的运动可以用矢量RO和矩阵A来描述。SEM复合运动知识如何得到月球的复杂轨迹?第1节点的复合运动动点、定系、动系选择?实例复合运动的基本概念三种运动方程之间的关系矢量的绝对导数和相对导数速度合成加速度合成第1节点的复合运动第1节点的复合运动动系Oxy相对定系OXY作定轴转动OXYxyR时刻tyR*时刻t+tOXYxOXYRR*RxyRR*R—绝对增量—相对增量绝对导数相对导数向量的绝对导数—相对于定系的导数向量的相对导数—相对于动系的导数第1节点的复合运动202021/6/18和表示什么意思?同一个向量在不同坐标系的列阵和实例复合运动
6、的基本概念三种运动方程之间的关系矢量的绝对导数和相对导数速度合成加速度合成第1节点的复合运动第1节点的复合运动222021/6/18矢量的绝对导数等于它的相对导数加上动系的角速度叉乘该矢量。O0XYZOxyzP是P点的相对速度是P点的牵连速度第1节点的复合运动232021/6/18牵连速度ve是动参考系(刚体)上与点P重合的点(称为牵连点)的瞬时速度。牵连速度ve可以看成是在该瞬时将P点固连在动参考刚体上,跟随动参考刚体一起运动时所具有的速度,即受刚体的拖带或牵连而产生的速度。点P的绝对速度包括两部分:点相对动参考刚体的速度和被动参考刚体携带一起运动的速度。怎么理解速
7、度合成公式呢?第1节点的复合运动242021/6/18CMCM岸在岸上观察,航空母舰以角速度ω作纵摇运动。1)当飞机未飞出甲板时,2)当飞机已飞出甲板时,分析飞机的牵连速度方向。第1节点的复合运动例1已知直管以等角速度ω绕定轴O转动。管中质点P以等速度u沿管线运动。求OP=R时,质点P的绝对速度。252021/6/18ωO质点Pu直管利用点的运动学知识如何求解?第1节点的复合运动262021/6/18牵连运动:绕O轴的定轴转动相对运动:沿管线的等速直线运动。绝对运动:平面曲线,PxyPOXY动点:Pvrvave牵连速度ve=(Rω)j定系:地面OXY
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