日期:2021年9月30日
地点:一号楼
这是国庆节前最后一节课。对于质点系的平衡如何进行分析?这一节课主要还是从矢量力学的方法进行处理。为了更好地分析问题,引入约束和约束方程。
约束方程按照等式、不等式区分,分为单边约束和双边约束
约束方程按照是否显含时间区分,分为定常约束和非定常约束
约束方程按照速度是否可积区分,分为完整约束和非完整约束。
下一节还将约束按照约束力的虚功之和是否为零,分为理想约束和非理想约束
这里比较难理解的概念是完整约束。将几何约束对时间求导数,可以得到速度约束,这种方法得到的约束是可积的,可以反推回几何约束。但是对于某些在速度层面进行某些限制的约束来说,显含速度不可积,就无法得到几何约束。
在选定广义坐标后,完整约束方程自动隐含在坐标关系中,因此除了求相应的约束力外通常不必在考虑该类约束 。这大大简化了分析问题的难度。
下面引入广义坐标和自由度的概念。确定质点系位置的独立坐标称为该质点系的广义坐标,对应的数目是自由度。这一概念十分重要。自由度=质点系位形坐标的数目-约束方程的个数