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《剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量課件.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的應(yīng)用研究答辯人：賈楠小組成員：曾羽西，皮帥，韓高威，景宏楊，李朝，胡文則，賈楠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)際應(yīng)用質(zhì)量投影法計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量文獻(xiàn)中給出的基本理論：即對(duì)三維剛體，將其各質(zhì)元的質(zhì)量向垂直于轉(zhuǎn)軸的平面“投影”，保持總質(zhì)量不變，可將三維剛體轉(zhuǎn)化為二維剛體（質(zhì)量分布可發(fā)生變化）。對(duì)二維剛體，可將剛平面的質(zhì)量“投影”到該平面上某軸成為一條剛線，保持總質(zhì)量不變，將二維剛體轉(zhuǎn)化為一維剛體，計(jì)算對(duì)同一轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。自己的見解：將三維剛體轉(zhuǎn)化為二維剛體時(shí)，投影方向應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸方向平行；將二維剛體轉(zhuǎn)化為一維剛體時(shí)，
2、應(yīng)首先保證轉(zhuǎn)動(dòng)軸在二維剛體平面上或與之平行，而且投影方向應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)軸平行，當(dāng)然如果轉(zhuǎn)動(dòng)軸與二維剛體平面垂直，可以利用正交軸定理化為對(duì)兩個(gè)相互垂直的平行于剛體平面的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的和。證明應(yīng)用質(zhì)量投影法的步驟求解樣例平行軸定理求解正方形框架的轉(zhuǎn)慣量轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量——落體法轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的應(yīng)用1、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在體育舞蹈中的應(yīng)用舞者總是先張開雙臂，然后在起跳旋轉(zhuǎn)的瞬間收縮雙臂就可以做到快速旋轉(zhuǎn)。這就是運(yùn)用了角動(dòng)量守衡這一原理，由于運(yùn)動(dòng)員迅速收縮雙臂后，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量立即減小，角速度就立即增加，因此就能達(dá)到快速轉(zhuǎn)動(dòng)的效果，所以在運(yùn)動(dòng)員做在空中旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作時(shí)
3、，手臂會(huì)立即收縮回來。2、剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在走鋼絲中的應(yīng)用走鋼絲就是在懸掛于空中的鋼絲上行走，并完成一些表演動(dòng)作，表演者會(huì)始終將手臂伸直或橫握一根細(xì)長的直桿來使系統(tǒng)（人和桿）的重心始終在鋼絲上以保持身體的平衡。在表演時(shí)必然會(huì)因?yàn)轱L(fēng)力或表演者肢體所做的動(dòng)作而使身體發(fā)生晃動(dòng)，就會(huì)造成重心的位置發(fā)生偏移，重力就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)鋼絲軸的力矩M，力矩作用在人上會(huì)使人繞鋼絲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這會(huì)使表演者墜落。為了避免這種情況，表演者必須及時(shí)調(diào)整重心的位置。如果感覺身體向右傾，就加大左手對(duì)細(xì)桿的力，就會(huì)對(duì)細(xì)桿產(chǎn)生一個(gè)力矩，細(xì)桿對(duì)人也有一個(gè)力矩的作用，人所受合外力矩為零，從而
4、使人能保持平衡。并且桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，平衡的調(diào)節(jié)效果越好。由于人需要一個(gè)反應(yīng)時(shí)間，在這個(gè)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)不能使人的轉(zhuǎn)動(dòng)速度太大，否則人就已經(jīng)墜落，就要使轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度較小，由剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律，在重力的力矩一定時(shí)，就要使系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，這樣的話在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)人不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)太大角度，繼而有時(shí)間去調(diào)節(jié)平衡。桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大，留給我們調(diào)節(jié)平衡的時(shí)間也就越長。大家可以通過實(shí)驗(yàn)的方式體驗(yàn)一下，用手指支撐一支圓珠筆使其不墜落要比支撐一根長竹竿使其不墜落難得多。道理和走鋼絲是一樣的。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在轉(zhuǎn)輪繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)中的應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量在直升機(jī)中的應(yīng)用直升機(jī)上一般會(huì)有兩個(gè)螺旋槳，
5、直升機(jī)就是通過調(diào)節(jié)兩螺旋槳的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)向。當(dāng)飛機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)，旋翼在水平面內(nèi)高速運(yùn)轉(zhuǎn)，直升機(jī)會(huì)受到空氣給予它的反方向的力矩作用，直升機(jī)會(huì)有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)角加速度，顯然飛機(jī)不能做直線運(yùn)動(dòng)，而且為了使合外力矩為零機(jī)身還會(huì)反向轉(zhuǎn)動(dòng)。這就要靠后面那個(gè)旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)了，如果另一個(gè)旋翼是水平的，讓它的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與第一個(gè)旋翼相反就可使直升機(jī)的合外力矩為零，實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)。調(diào)整兩旋翼的轉(zhuǎn)速就可以讓直升機(jī)繞一定方向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。如果后面那個(gè)旋翼是豎直的，那么后面旋翼的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)水平面上的推力，使系統(tǒng)受到一個(gè)推力矩，這樣就不會(huì)引起機(jī)身的反向轉(zhuǎn)動(dòng)，而使直升機(jī)做
6、直線運(yùn)動(dòng)。謝謝觀看轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的質(zhì)量投影法證明返回4均質(zhì)圓臺(tái)體繞中心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量返回
