力学(第二版)漆安慎习题解答第七章刚体力学第七章刚体力学一、基本知识小结⒈刚体的质心定义:dmdmrrmrmrciic//求质心方法:对称分析法,分割法,积分法
⒉刚体对轴的转动惯量定义:dmrIrmIii22平行轴定理 Io = Ic+md2正交轴定理 Iz = Ix+I y
常见刚体的转动惯量: (略)⒊刚体的动量和质心运动定理ccamFvmp⒋刚体对轴的角动量和转动定理IIL⒌刚体的转动动能和重力势能cpkmgyEIE221⒍刚体的平面运动 =随质心坐标系的平动 +绕质心坐标系的转动动力学方程:ccccIamF(不必考虑惯性力矩)动能:221221ccckImvE⒎刚体的平衡方程0F, 对任意轴0二、思考题解答火车在拐弯时所作的运动是不是平动
答:刚体作平动时固联其上的任一一条直线,在各时刻的位置(方位)始终彼此平行
若将火车的车厢看作一个刚体,当火车作直线运行时,车厢上各部分具有平行运动的轨迹、相同的运动速度和加速度,选取车厢上的任一点都可代替车厢整体的运动,这就是火车的平动
但当火车拐弯时,车厢上各部分的速度和加速度都不相同,即固联在刚体上任一条直线, 在各时刻的位置不能保持彼此平行,所以火车拐弯时的运动不是平动
对静止的刚体施以外力作用,如果合外力为零,刚体会不会运动
答:对静止的刚体施以外力作用, 当合外力为了零, 即时,刚体的质心将保持静止,但合外力为零并不表明所有的外力都作用于刚体的同一点
所以,对某一确定点刚体所受合外力的力矩不一定为零
由刚体的转动定律可知,刚体将发生转动
比如,置于光滑水平面上的匀质杆, 对其两端施以大小相同、方向相反,沿水平面且垂直于杆的两个作用力时,杆所受的外力的合力为零,其质心虽然保持静止,但由于所受合外力矩不为零,将作绕质心轴的转动
如果刚体转动的角速度很大,那么(1)作用在它上面的力是否一定很大
(2)作用在它上面的力矩是否