
【化】 Euclidean body; rigid solid
在漢英詞典及物理學、工程學語境中,“剛性體”(Rigid Body)指一種理想化的物理模型,其核心特征為受力作用時,體内任意兩點間的距離始終保持不變,即不發生形變。以下是詳細解釋:
“剛性” (Rigid)
指物體抵抗變形的特性。在力學中表現為:無論施加何種外力(如拉力、壓力、扭矩),物體内部質點間的相對位置均不改變。
英文對應: "Rigid" implies inflexibility and resistance to deformation under applied forces.
“體” (Body)
泛指具有質量、占據三維空間的物理實體,區别于質點(無體積的理想點)。
英文對應: "Body" denotes a physical object with finite size and mass.
完整定義
剛性體是力學中的理想模型,假設物體絕對堅硬,運動時僅發生整體平移或旋轉,無内部形變。其數學描述需滿足約束條件:
$$ |mathbf{r}_i - mathbf{r}_j| = text{常數} quad (forall text{質點 } i,j) $$
英文術語:Rigid Body – An idealized solid in which deformation is neglected, and all parts maintain fixed relative positions during motion.
運動形式
參考: 《理論力學教程》(周衍柏)
理想化模型的必要性
實際物體受外力時均會産生微小形變,但若形變對運動影響可忽略(如鋼梁的短期受力),則可簡化為剛性體模型,大幅簡化動力學分析(如牛頓-歐拉方程)。
工程應用實例: 機械臂關節運動分析需基于剛性連杆假設。
物理學經典定義
“A rigid body is a system of particles whose mutual distances remain constant.”
(剛性體是質點間距保持不變的質點系。)
—— 《Fundamentals of Physics》Halliday & Resnick
工程力學視角
“剛性體在靜力學和動力學中作為基礎模型,用于研究結構平衡、旋轉慣量及機械系統運動。”
—— 《Engineering Mechanics: Dynamics》R.C. Hibbeler
概念 | 剛性體 | 實際固體 |
---|---|---|
形變 | 零形變(理想模型) | 微小形變(彈性/塑性) |
適用場景 | 宏觀運動分析(如陀螺儀) | 應力-應變計算(如材料力學) |
結論:剛性體是力學中簡化複雜系統運動的核心模型,其漢英對譯“Rigid Body”精準反映了“無内部形變”的本質屬性。該概念在機械工程、航空航天及機器人學等領域具有不可替代的理論價值。
“剛性體”是物理學中的一個理想化模型,通常稱為剛體,指在任何外力作用下都不會發生形變的物體。以下是詳細解釋:
若需進一步了解具體公式或應用案例,可參考經典力學教材或工程力學文獻。
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