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麥克納姆輪的動力學運動學分析需要什么基礎知識?

2021-11-25 16:55:42

麥克納姆輪的動力學運動學分析需要什么基礎知識?麥克納姆輪的運動學原理 麥輪因其特有的構造而具有獨特的運動方式,也就是實現所謂的“全向移動”。 關于麥輪實現全向移動的分析,我們必須從其底盤的速度分析入手,看看不同組合下麥克納姆輪可能出現的不同運動情況。我們將用學過的關于運動合成與分解的知識分四步分析麥克納姆輪的運動情況。1.力的獨立作用原理:當物體受到幾個力的作用時,每個力各自獨尊地使物體產生一個加速度,就像其他的力不存在一植物體的實際加速度為這幾個加速度的矢量和。2.牛頓運動定律:經典力學的基本定律。適用于低速運動的宏觀物體。牛頓第 一定律揭示了慣性和力的物理會義。牛頓第二定律(F=ma)揭示了物體的加速度跟它所受的外力及物體本身質皮之間的關系、使用時注意矢量性(a與F的方向始終一致)、同時性(有力F必同時產生a)、相對性(相對于地面參照系)、統一性(單位統一用SI制)。牛頓第三定律(F=-F')揭示了物體相互作用力間的關系。注意相互作用力與平衡力的區別。

3.物體的平衡條件:物體平衡時,即或靜止、或勻速直線運動、或勻速轉動狀態。在共點力作用下物體的平衡條件是F= 0.有固定轉動軸的物體的平衡條件是M=0。注意:對于共點力平衡.必有 M=0。對于固定轉動軸平衡,必有F=0。還要注意力的平衡和物體的平衡的區別。

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4.勻變速直線運動規律:a的大小和方向一定??梢杂霉胶蛨D象(s-t圖象和v-t圖象)描述。注意:①公式v=(v0+vt)/2只適用于勻變速直線運動.②判斷初速度不為零的句變速直線運動或測定其加速度的公式為△s=aT2,即從任一時刻開始,在連續相等的各時間間隔T內的位移差△s都相等。判斷初速度為零的勻變速直線運動時,方法一;用S1:S2:S3……=1:3:5……判斷(可作為充分必要條件)。方法二:同時滿足△s=aT2(僅作為必要條件)和△s/s1=2/1。③利用圖象處理問題時,要注意其點、線、斜率、面積等的物理意義。

5.曲線運動的規律:利用運動的合成和分解方法。平拋運動可視為水平勻速直線運動豎直方向的自由落體的合運動。勻速圓周運動雖向心加速度的大小不變,但方向時刻在變且恒指向圓心,所以是一種變加速運動。其向心力F=mv2/R或F=mω2R,它與速度方向垂直。故只能改變物體的速度方向。向心力不是什么特殊的力,任何一種力或幾種力的合力都可提供為向心力。行星運動的規律由開普勒三定律揭示,三定律分別指明了行星運動的軌道、行星沿軌道運動時速率的變化以及周期與軌道半徑的關系(R3/T2=k)。萬有引力定律揭示了行星運動的本質原因,可應用來發現天體并計算天體的質量和密度。

6.振動和波動的規律:當物體受到指向平衡位置的回復力作用且阻力足夠小時,物體將作機械振動。振動可分自由振動和受迫振動。當策動力的頻率跟物體的固有頻率相等時,將發生共振,振幅達大。簡指振動是一種變加速運動.其特點是所受外力的合力符合F=-kx,加速度符合a=-kx/m。這兩個特點可作為判別一個物體是否作簡諧振動的依據。簡諾振動的圖象是正弦(或余弦)曲線,它表示振動物體的位移隨時間而變化的情況。典型的間諧振動有單擺和彈簧振子等。作簡諧振動的系統的能量是守恒的,振幅越大,能量越大。機械振動在煤質中的傳播過程形成機械波。其特點是只傳播振動的能量而媒質本身并不遷移.波動遵循疊加原理,能發生干涉和衍射現象。波動的任一質點的振動周期(或頻率)和波源的振動周期(或頻率)一致.波動有橫波和縱波之分。波動圖象也是正弦6或余弦)曲線,它表示某一時刻各個質點的位移。在判別質點振動方向時要注意波動方向。

7.動能定理

動能定理揭示了外力對物體所做的總功與物體動能變化間的關系。要注意:①動能定理的研究對象是質點(或單個物體)。②由動能定理可知:動力做正功使物體的動能增加Z阻力做負功,使物體的動能減少。③W指作用于物體的各個力所做功的代數和,因此要注意分辨功的正負。④Ek1和 Ek2分別為初始狀態和終了狀態的動能。因此,Ek2-Ek1僅由初末兩個運動狀態決定,不涉及運動過程中的具體細節。⑤公式W=Ek2- Ek1為標量式,但有正負。W為正(負)表示物體的動能增加(減少)。Ek2- Ek1為正(負)也表示物體的動能增加(減少)。

 

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