平動剛體的動量矩公式有以下兩種:
1. 動量矩=質量動量:動量是物理學中的一個物理量,它描述的是物體的運動狀態,即物體在一段時間內速度的變化。動量矩是剛體轉動的量度,它是剛體動量的一個分量為某軸的數值。
2. 動量矩=質量半徑角速度:動量矩是剛體轉動慣量和角速度的乘積。它描述的是剛體對某軸的動量,即剛體在該軸上相對時間的變化。
請注意,這里的半徑是剛體在該軸上投影的半徑。這些公式適用于平動剛體的動量矩的計算。
平動剛體的動量矩公式為$I\omega = \sqrt{I(x^{2} + y^{2} + z^{2})}$,其中I為剛體的轉動慣量,$\omega$為剛體的角速度。
假設一個平動剛體在x軸上的質量分布為m(x),其形狀為矩形,長為L,寬為b。剛體的轉動慣量為I = mL^{2} + m(b^{2} - x^{2})。
$I\omega = \sqrt{I(x^{2} + y^{2} + z^{2})} = \sqrt{mL^{2}(x^{2} + y^{2} + z^{2}) + m(b^{2} - x^{2})(y^{2} + z^{2})} = \sqrt{m(b^{2} - x^{2})L^{2}} \times \sqrt{x^{2} + y^{2} + z^{2}}$
其中y和z方向上的速度為零,因此動量矩只與x有關。
假設剛體在x軸上的動能為E = \frac{1}{2}m_{x}(v_{x})^{2},其中v_{x}是剛體沿x軸的速度。根據動量定理,當剛體受到一個恒定的力F作用時,其動量矩會發生變化。因此,可以使用動量矩公式來求解力F的大小:
F = \frac{dI\omega}{dt} = \frac{dL}{\sqrt{I(x^{2} + y^{2} + z^{2})}} \times \frac{d\sqrt{m(b^{2} - x^{2})L^{2}}}{dx} \times v_{x} = \frac{m(b^{2} - x^{2})L}{v_{x}}F的大小與剛體的形狀和質量分布有關,可以通過求解上述公式來求解。