剛體自由運動英文解釋翻譯、剛體自由運動的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 free motion of rigid body

分詞翻譯：

剛體的英語翻譯：

rigid body
【化】 rigid body

自由的英語翻譯：

disengagement; *******; freeness; liberty
【法】 *******; libera; liberty

運動的英語翻譯：

athletics; sport; campaign; exercise; movement; play
【醫】 cin-; cine-; cinesi-; cineto-; exercise; kine-; kinesi-; kinesio-
kinesis; kineto-; kino-; locomotion; motion; movement
【經】 campaign; motion

專業解析

剛體自由運動（Rigid Body Free Motion）是經典力學中的核心概念，指在無外力或外力合力為零時，剛體在三維空間中的運動狀态。根據牛頓第一定律，此時剛體将保持質心的勻速直線運動（平動）和繞質心的恒定角速度旋轉（轉動）。

該運動包含兩個獨立分量：

平動分量：質心坐标系下，剛體質心以恒定速度沿直線運動，符合動量守恒定律（$vec{p}=mvec{v}_c$）
轉動分量：剛體繞通過質心的瞬時轉軸旋轉，遵循角動量守恒原理（$vec{L}=Ivec{omega}$），其中轉動慣量張量$I$與物體質量分布相關

歐拉定理指出，剛體的任意位移均可分解為平動與轉動的組合。自由運動狀态下，轉動角速度方向由剛體主慣量軸決定，這導緻旋轉穩定性差異（如網球拍定理所述的現象）。

在漢英術語對照中：

中文：剛體自由運動（《力學名詞》科學出版社）
英文：Free Rigid Body Motion（Oxford Dictionary of Physics）該術語廣泛應用于航天器姿态控制、分子動力學模拟等領域。

網絡擴展解釋

剛體的自由運動是指剛體在不受任何外部約束或外力作用時，其運動狀态僅由初始條件（如初速度、角速度）決定的運動形式。以下是其核心特點：

1.運動分解

剛體自由運動可分解為：

平動：質心以恒定速度做勻速直線運動（遵循牛頓第一定律）。
轉動：繞通過質心的瞬時軸做勻速旋轉（角動量守恒）。

2.數學描述

質心運動：
$$mathbf{v}_{text{cm}} = text{常量} quad (text{動量守恒})$$
轉動運動：
$$mathbf{L}{text{cm}} = I{text{cm}} cdot boldsymbol{omega} = text{常量} quad (text{角動量守恒})$$
其中 (I_{text{cm}}) 為繞質心的轉動慣量，(boldsymbol{omega}) 為角速度。

3.典型場景

太空中的物體：如衛星脫離推進力後，質心沿慣性軌迹運動，同時保持自旋。
理想光滑桌面上的剛體：無摩擦時，剛體平動與轉動互不影響。

4.能量關系

總動能分為平動動能與轉動動能：
$$K = frac{1}{2} m v{text{cm}} + frac{1}{2} I{text{cm}} omega$$

5.與約束運動的區别

自由運動：無外力矩，角速度方向與大小均不變。
約束運動：如陀螺受重力矩作用，會産生進動或章動。

剛體自由運動是質心慣性運動與繞質心勻速轉動的疊加，滿足動量與角動量雙重守恒，常見于無外力或外力平衡的系統中。