剛体と速度論:
剛体:
剛体は、力の適用下で変形しない理想的なオブジェクトです 。これは、体の任意の2つのポイント間の距離が外力に関係なく一定のままであることを意味します。この理想化は、複雑なシステムを簡素化するのに役立ち、その構成粒子の個々の動きではなく、オブジェクトの全体的な動きに焦点を合わせることができます。
剛体の例:
*野球のバット
*車
*振り子
*回転するホイール
運動学:
速度論は、動きとその原因の研究です 。オブジェクトに作用する力と、その動きの変化を扱います。剛体の文脈では、運動学は次のことに焦点を当てています。
* 線形運動: 直線に沿った剛体の翻訳について説明します。
* 回転運動: 固定軸の周りの剛体の回転について説明します。
* 力とモーメント: これらは、剛体の動きに変化を引き起こす外部の影響です。
剛体の速度論における重要な概念:
* 線形運動量: 動いている体の塊の尺度。それは、体の塊とその速度の産物によって与えられます。
* 角運動量: 身体の回転慣性の尺度。それは、身体の慣性モーメントとその角速度の産物によって与えられます。
* 力: 剛体の線形運動量の変化を引き起こす可能性のある外部の影響。
* 瞬間: 剛体の角運動量の変化を引き起こす可能性のある外部の影響。
剛体の動力学の応用:
* エンジニアリング: 構造、機械、車両の設計。
* ロボット工学: 環境と移動して相互作用できるロボットシステムの開発。
* スポーツ: アスリートとスポーツ用品の動きを分析します。
* 生体力学: 人体の動きを研究する。
重要な注意:
剛体の概念は便利な単純化ですが、真に剛性のあるオブジェクトはありません。実際のオブジェクトは、力にさらされると常にある程度変形します。ただし、剛性の仮定は、多くのアプリケーションの合理的な近似です。