平面平行運動英文解釋翻譯、平面平行運動的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 plane-parallel motion
分詞翻譯:
平面的英語翻譯:
flat; plane; surface
【醫】 flat; plane; planum
平行運動的英語翻譯:
【機】 parallel motion
專業解析
平面平行運動(Plane-parallel Motion)是理論力學中描述剛體運動的一種基本形式,指剛體在運動過程中,其内部所有質點的運動軌迹均保持與某一固定平面相平行。這種運動在機械工程、機器人學等領域應用廣泛,其核心特征是剛體的運動被約束在二維平面内。
一、中文定義
根據經典力學理論,平面平行運動需滿足以下條件:
- 軌迹平行性:剛體上任意質點的運動軌迹均為平面曲線,且這些平面互相平行。
- 無垂直旋轉分量:剛體不存在垂直于參考平面的旋轉分量,即角速度矢量始終平行于參考平面的法線方向。
二、英文定義(Dictionary Perspective)
在英文學術語境中,該概念稱為"Plane-parallel Motion" 或"Plane Motion",定義為:
A type of rigid body motion in which all particles move in planes parallel to a fixed reference plane, and the body's angular velocity vector remains perpendicular to this plane.
三、數學描述
剛體的平面運動可分解為:
- 基點的平移(Translation of a base point)
- 繞基點的定軸轉動(Rotation about an axis through the base point)
其運動學方程可表示為:
$$
begin{align}
vec{r}_P &= vec{r}O + vec{r}{OP}
vec{v}_P &= vec{v}O + vec{omega} times vec{r}{OP}
vec{a}P &= vec{a}O + vec{alpha} times vec{r}{OP} + vec{omega} times (vec{omega} times vec{r}{OP})
end{align}
$$
其中 $vec{r}_O$ 為基點位矢,$vec{omega}$ 為角速度矢量。
四、工程實例
- 曲柄滑塊機構:内燃機中活塞的往複運動受限于氣缸平面。
- 車輛轉向:汽車輪系在水平路面上的純滾動屬于平面運動。
- 機械臂操作:SCARA機器人關節在二維平面内的協同運動。
權威參考文獻
- 哈爾濱工業大學理論力學教研室. 《理論力學(第8版)》. 高等教育出版社, 2016: 120-125.
- University of Cambridge Department of Engineering. Kinematics of Rigid Bodies. 課程鍊接
- Oxford Reference. Plane Motion. 定義來源
(注:以上鍊接為示例性學術資源,實際引用時建議通過高校圖書館數據庫訪問權威出版物。)
網絡擴展解釋
平面平行運動是剛體力學中的一種重要運動形式,其定義和特點如下:
一、定義
平面平行運動是指剛體在運動過程中,所有質點的運動軌迹均平行于某一固定平面。例如火車車輪在直線軌道上的滾動。這種運動可分解為兩個基本運動的疊加:
- 隨基點的平動:剛體隨某一基點(通常取質心)的平動;
- 繞基點的轉動:剛體繞該基點的定軸轉動。
二、運動學描述
- 質心運動:質心的速度和加速度遵循平動規律,即質心速度 (v_C) 和加速度 (a_C) 由外力決定。
- 繞質心轉動:剛體繞質心的角速度 (omega) 和角加速度 (alpha) 由轉動定律描述。
- 瞬時轉動中心:在純滾動情況下,接觸點瞬時速度為零,成為瞬時轉動中心。
三、動力學方程
根據質心運動定理和轉動定律,平面平行運動的動力學方程為:
- 質心平動:( F_{text{合}} = M a_C )
- 繞質心轉動:( tau_C = I_C alpha )
其中 (M) 為剛體質量,(I_C) 為繞質心的轉動慣量。
四、必要條件
剛體作平面平行運動需滿足以下條件:
- 幾何約束:所有質點軌迹平行于固定平面;
- 力系條件:外力系為平面力系,且合力矩在轉動平面内;
- 慣量主軸:轉軸(如質心軸)必須是剛體的中心慣量主軸。
五、典型示例
- 火車車輪沿直線軌道滾動;
- 圓柱體沿斜面無滑動滾落。
六、與其他運動的區别
- 平動:所有質點軌迹完全相同,無轉動分量;
- 定軸轉動:僅繞固定軸旋轉,無整體平動。
提示:如需更完整的動力學公式推導或應用案例,和中的詳細分析。
分類
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