匀质三角薄板转动惯量的计算

匀质三角薄板是重要的平面结构,讨论其转动惯量对分析复杂刚体结构的转动惯量非常有用.基于平行轴定理和垂直轴定理简洁地推导出匀质三角薄板刚体的质心转动惯量公式,该公式可以方便地应用于工程实践.     

类比法讨论旋转带电体的磁矩

由刚体转动惯量计算法则类比推导出旋转带电体磁矩的平行轴定理、垂直轴定理及中心矩定理,并举例说明其应用。     

理论力学自我测验试题(三)解答

动力学部分一、理论概念题1.应选“c”。质点运动微分方程与质点的质量及其受力状态有关,而与初始条件无关。质点运动方程(运动微分方程的积分)与初始条件有关。2.应选“a”。刚体的动量k=M(?),是矢量,其中(?)为质心速度矢量。刚体对过点O与纸面垂直轴的动量矩大小为H_O=J_Oω,其转向与角速度ω一致。其中J_O为刚体对过O点的与纸面垂直轴的转动惯量,J_c为过质心与纸面垂直轴的转动惯量。J_O=J_c+Md~2,d为平行两轴之间的距离,M为刚体质量。具体计算从略,应注意标明动量(动量矩)的方     

平行轴定理及其应用

平行轴定理(或称平行移轴定理)是计算物体转动惯量的一条重要定理。本文主要讨论平行轴定理的物理意义及其某些具体应用。 (一) 平行轴定理:物体对任一轴的转动惯量,等于物体对通过质心c的平行轴的转动惯量Ic,再加上物体的质量m与两轴间距离d的平方的乘积: I=Ic + md~2 这是一个适用于有任意分布的物质系统的普遍定理,它解决了平行轴线之间转动惯量的变化规律,转轴离物体质心越近,转动惯量越小,对于一组平行轴来说,以通过质心的那根     

刚体对空间任意方向轴转动惯量的理论计算

文章就刚体对空间任意方向轴的转动惯量的计算问题进行研究,利用高等数学的知识推导得出一般计算式,并讨论两类有特殊规则外形的刚体对空间轴的转动惯量的计算问题。     

几种形状规则刚体转动惯量的计算

转动惯量即刚体绕轴转动惯性的度量,是刚体力学中的重要概念。本文从刚体转动的动量矩和转动动能定义出发,推导计算了几种形状规则刚体的转动惯量,推导过程通俗易懂,便于学生理解和掌握,并且有助于学生寻求创新途径去巧解各类刚体的转动惯量。     

基于垂直轴定理的新型扭摆实验仪的实验研究

运用垂直轴定理对扭摆进行改进,经改进后的扭摆不仅提高测量转动惯量和材料切变模量的准确度,而且可以直接验证垂直轴定理,了解垂直轴定理的应用。     

平面运动刚体对任意点的动量矩定理及其应用

本文运用达朗贝尔原理推导了平面运动刚体对任意点的动量矩定理,并对结论加以讨论,指出适当条件下使用该定理可以简化计算,最后结合例题探讨了该定理的应用方法。     

计算机软件模拟刚体转动惯量的实验

刚体转动惯量实验用刚体转动仪测量时所需要测量的核心的物理量是时间,所测量的实验数据繁琐,且要求精确无误,而实验后的数据处理计算很复杂。本文介绍了一种两项工作:时间的测量和计算转动惯量数值的测量,全部由计算机完成的新方法。     

关于转动惯量的计算和测量

绕固定轴转动的刚体具有保持原来角速度不变的性质,称为刚体的转动惯性。刚体转动时的转动惯量是刚体在转动中惯性大小的量度,反映了刚体有保持原来的转动状态不变的属性(跟物体的几何形状,质量分布和转轴的位置有关)。在分析和研究有关刚体的转动问题时,确定刚体的转动惯量是很重要的。下面介绍确定刚体的转动惯量的两种方法——计算法和实验法。     

转动惯量及其计算

转动惯量是刚体定轴转动中的一个重要概念,在表征刚体转动的定理、定律中都离不开此概念.本文就转动惯量的物理意义及转动惯量的积分计算谈谈个人在教学中的做法.一、转动惯量概念的导出及其物理意义我们首先看看刚体绕一固定轴转动的特点,如果把刚体看成是质点的集合体,当刚体以角速度ω匀速转动时,则刚体上的每一个质点在做绕定轴为中心的、不同半径的园周运动,各质点具有相同的角速度ω,因此我们可以用诸质点的园周运动来代替刚体的转动,     

惯量张量的“平行轴定理”

<正> 在刚体的定轴转动和平面运动中,计算转动惯量时,常常要用到平行轴定理。而在刚体的定点转动中,计算惯量张量就没有相应的定理。本文分别求出刚体定点转动时刚体对静系原点、刚体对质心平动系原点以及质心对静系原点的动量矩和惯量张量的矩阵表示,根据刚体(质点系)对静系原点和对质心平动系原点动量矩的关系,经张量运算,得到了惯量张量     

刚体转动惯量的测量

转动惯量是刚体转动惯性大小的量度。测量的实验方法有多种。使用刚体转动实验仪(北京大学仪器厂产)测量的原理、方法如下:由转动定律:M=Iβ(1)其中:M为刚体受的外力矩,为刚体绕定轴转动的角加速度,I为刚体对定轴的转动惯量。如图(1)所示,刚体(如圆盘)在重物P的作用下,绕“O”轴转动。当绳     

平行轴定理的“外推”及应用

很多力学教材在讲转动惯量的平行轴定理乃至举例说明时转轴都局限在刚体上平移,有时会造成这种误解:平行轴定理只适用于通过刚体的两平行轴之间。在教学中,确实发现不少学生有此错误认识,应引起重视。 按平行轴定理要求,两平行轴中,其中一根通过刚体质心,另一根为任意的平行轴,与通过质心的轴平行,并没有对两轴的距离有何限制,也不要求两轴一定要通过刚体。因此,把那根任意平行轴平移到刚体以外,即所谓“外推”,平行轴定理应成立,证明如下:     

用初等数学推导典型刚体转动惯量公式

就典型刚体的转动惯量运用初等数学知识进行了推导,从而降低了由于缺乏数学知识而引起的困难,对提高课堂教学效果大有裨益.     

刚体转动惯量测量实验装置的改进

我校普物实验中的刚体转动惯量测量的实验,是选用北京大学生产的刚体转动惯量实验仪进行的,该实验仪结构如附图所示,由第一部分和第二部分(图中用虚线隔开)组成的。在多年教学中,我们觉得该实验仪有以下三个不足之处:     

刚体位置的确定及运动分类

刚体是一种理想化的模型。在所研究的问题中,只有当物体的大小和形状的变化可以忽略不计时,才可以把物体当作刚体看待。研究刚体运动,必须讨论刚体在空间位置的确定及运动的分类。下面就这两个问题进行讨论。 每一质点既然要三个独立变量来确定它的位置,而确定刚体的位置需要确定刚体内不共线的三点O、A、B上的位置。因此,确定刚体的位置需要九个变量。由于三点间三个距离OA,OB和AB是常数,所以实际上只要用六个独立变量就可以确定刚体的位置。     

几种规则刚体转动惯量计算的探讨

对规则刚体的转动惯量分别应用初等数学和高等数学知识进行了推导,从而扩展了解题思路,降低了计算难度,这有利于提高课堂教学效果,有利于培养学生的学习兴趣。     

从变质量物体的运动谈起

牛顿运动定律以及由牛顿第二定律推导出的动量定理、动量矩定理、动能定理,只适用于宏观低速的情况下,而且在运动的过程中,物体的质量是恒定不变的。然而在宏观低速的情况下,我们会遇到许多变质量物体运动的问题,在此情况下,牛顿运动定律以及由此推导出的三条基本定理将要做一定的修改,其表达式是不一样的。     

旋转变换与刚体的惯量矩阵

在研究刚体的定点转动时,首先要计算相对于某一个坐标系的三个转动惯量和三个惯量积,从而写出刚体的惯量矩阵.由此惯量矩阵可计算刚体相对于任意轴线的转动惯量.理论表明,必能找到刚体的三个惯量主轴,使相对于以惯量主轴所组成的坐标系而言,惯量积均等于零,惯量矩阵成对角型,在这种情况下表出的定律公式最为简单.惯量主轴的存在性一般书中均采用惯量椭球面来加以说明.本文则从三维实空间的旋转变换出发,对惯量主轴的存在性及其寻求办法给出了直接的说明和解答,同时给出了惯量矩阵特征值的简并性与刚体