大學物理剛體，大學物理剛體力學公式大全

大學物理剛體？在任何力的作用下，體積和形狀都不發生改變的物體叫做剛體。在物理學內，理想的剛體是一個固體的，尺寸值有限的，形變情況可以被忽略的物體。不論有否受力，在剛體內任意兩點的距離都不會改變。在運動中，剛體上任意一條直線在各個時刻的位置都保持平行。剛體碰撞分3種，完全彈性碰撞，那么，大學物理剛體？一起來了解一下吧。

剛體力學的實際應用

實際固體的理想化模型，即在受力后其大小、形狀和內部各點相對位置都保持不變的物體

在任何力的作用下，體積和形狀都不發生改變的物體叫做剛體。在物理學內，理想的剛體是一個固體的，尺寸值有限的，形變情況可以被忽略的物體。不論有否受力，在剛體內任意兩點的距離都不會改變。在運動中，剛體上任意一條直線在各個時刻的位置都保持平行。剛體碰撞分3種，完全彈性碰撞，非完全彈性碰撞與完全非彈性碰撞。

如果是完全彈性碰撞（理想狀態），能量無損耗，碰撞前相對速度=碰撞后相對速度。題目中，質量一樣，速度大小一樣，根據動量守恒，可得碰后速度方向相反，大小一樣，皆等于碰撞前速度。

如果是非完全彈性碰撞，動能部分損耗，碰撞前相對速度大于碰撞后相對速度。題目中，根據動量守恒，可得碰后速度方向相反，大小一樣，皆小于碰撞前速度。

如果是完全非彈性碰撞，動能全部損耗，碰撞后相對速度為零。題目中，根據動量守恒，可得碰后兩剛體皆靜止不動，速度為零。

三種碰撞要根據不同情況討論，現實中，大多數都是非完全彈性碰撞。

大學物理剛體轉動公式總結

把 桿和 三個小球看做系統，碰撞前后 系統角動量守恒。

碰前：桿和兩個固定球的角動量為0,碰撞球的角動量為mv*2L/3所以系統總角動量為：mv*2L/3

碰后：桿的角速度為ω，轉動慣量為 I，則桿（包括兩個球）的角動量 為Iω ，碰撞球的角動量為：-(mv/2)*2L/3所以系統總角動量： Iω-(mv/2)*2L/3

因此：mv*2L/3= Iω-(mv/2)*2L/3

剛體力學又叫什么力學

剛體內有一直線保持不動的運動，簡稱轉動。這固定的直線稱為剛體的轉軸。顯然，剛體內的其他各點分別在垂直于轉軸的各平面內作圓周運動，圓心都在轉軸上。

剛體內任一點Q和其圓周軌跡中心O'的連線O'Q（圖1）稱為該點的轉動半徑。從固定平面Ozx到轉動平面OzQ的轉角φ，可用來確定該剛體的瞬時位置。轉角φ隨時間t的變化規律稱為剛體的轉動方程，寫作：

φ=f（t）

轉角φ的變化Δφ與對應時間間隔Δt的比值Δφ/Δt=ω*稱為平均角速度。當Δt→0時，ω*所趨的極限ω稱為（瞬時）角速度，即

當角速度ω隨時間t變化時，其變化Δω與對應時間間隔Δt的比值Δω/Δt=ε*稱為平均角加速度。當Δt→0時，ε*所趨的極限ε稱為（瞬時）角加速度，即

剛體的角速度和角加速度都可表示為沿轉軸Oz（單位矢為k）的滑動矢量。（圖2）。角速度矢ω和角加速度矢ε可分別寫作ω=ωk，ε=εk。

轉動剛體內任一點Q的線速度v等于v=ω×r，且v=ω·O′Q。點Q的線加速度α為：

α=αt+αn=ε×r+ω×v，

且αt =ε·O′Q ， αn=ω·O′Q。

上式中r為轉軸上任一點O到點Q的矢徑，而αt和 αn分別是點Q的切向和法向加速度（見加速度）。

大學物理剛體力學基礎

動量矩定理：角加速度ε＝M／J

桿：ε1＝M／J1＝mg（L／2）sinθ／（mL＾2／3）

球：ε2＝M／J2＝mg（L／2）sinθ／（2mL＾2／5＋m（L／2）＾2）＝mg（L／2）sinθ／（13mL＾2／20）

盤：ε3＝M／J3＝mg（L／2）sinθ／（mL＾2／2＋m（L／2）＾2）＝mg（L／2）sinθ／（3mL＾2／4）

上三式中，力矩M相同，J1 ε2>ε3

勻角加速度θ＝εt＾2／2。

擴展資料：

定理

1、均守恒。因為對于系統，小球與桿之間的作用力為內力，且碰撞時間極短（對于碰撞過程一般認為都是時間極短的），在這極短時間內，系統所受外力（重力以及軸的作用）遠小于內力，因此符合動量守恒，角動量守恒條件，而彈性碰撞表明系統機械能守恒。

2、動量不守恒（減小），因為桿向上擺動過程，外力重力以及轉軸的作用不為零，

3、角動量不守恒（減小），因為桿重力（外力）對轉軸的力矩不為零；

4、機械能守恒，因為除了重力之外，沒別的外力和內力做功，符合守恒條件。

參考資料來源：百度百科-大學物理

剛體角動量公式

剛體運動學

剛體模型

剛體是一個特殊的質點系， 剛體上任意兩質點間距離保持不變。

剛體模型可以看成是現實中勁度系數極大的物體的抽象化，這類物體本身的形變對其運動的影響可以忽略，比如一個籃球，當其與地面碰撞時必然會產生形變，但這個形變對其運動的印象是微乎其微的（有些人認為，如果忽略形變，那么彈力怎么解釋？我個人對剛體模型的理解是，剛體雖然忽略了形變，但是保留了由形變而產生的彈力）， 我們完全可以將其抽象成一個具有一定質量分布的剛體球，考察它在與地面時，地面摩擦力和彈力對它的影響。

剛體模型具有兩個顯然的性質：

（1）剛體上任意兩點的速度沿兩點連線方向的分量相等

（2）剛體內任意兩質點間的一對相互作用力做功始終為零

剛體的平動與轉動，剛體運動的自由度

平動：保持了剛體上任意兩點間的連線矢量方向不變的運動。剛體平動的特征是，剛體上任意兩點的速度始終相同，加速度始終相同，因此在描述剛體平動時只需選擇剛體上的一點即可，通常我們選擇質心作為描述對象。

轉動：圍繞剛體上某一點（軸）的旋轉運動。剛體的轉動可以分為定點轉動（繞一點）和定軸轉動（繞一軸）。

剛體任意運動可以被分解為剛體的一次平動與繞某一點的轉動的疊加。

完全自由的剛體擁有六個自由度：三個平動自由度和三個轉動自由度。

以上就是大學物理剛體的全部內容，剛體在任意運動中的任意時刻具有唯一的角速度矢量，這個角速度矢量會隨剛體的運動而變化，但在任意時刻，始終唯一確定，角速度矢量是屬于剛體整體的物理量，源自于剛體本身的性質。