刚体
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在物理学内，理想的刚体是一个固体的，尺寸值有限的，形变情况可以被忽略的物体。不论有否受力，在刚体內任意兩点的距离都不会改变。在经典力学里，刚体通常被认为是一个连续质量分布体；迥然不同的，在量子力学里，刚体乃是一堆质点的群聚。举例而言，在量子力学里，分子（由电子质点与核子质点构成的）时常被视为刚体（参阅分类分子为刚性转子）。
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[编辑] 运动学
刚体的位置，从一个认定的参考点，可以用平移运动与旋转运动共同来描述。为了这目的，选择一个参考系，刚连（固定的连结）于此刚体。这参考系典型的称为本地参考系 (L)。本地参考系的原点与参考轴方位，相对于一个指定的大域参考系或世界参考系 (G)，表示着此刚体的位置。G 的位置不须与 L 的最初位置相同。
指定本地参考系 L 的原点是点 C，
相关于一个移动的刚体内的任何一质点，
在这里，
是质点的位置，相对于本地参考系 L（刚体的刚性表明了这位置与时间不相依。
是质点在时间 t 的位置。
是参考点（本地参考系 L的原点）在时间 t 的位置。- A(t) 是方位矩阵，一个行列式为 1 的正交矩阵，表示本地参考系 L 的方位（角位置），相对于大域参考系 G 的方位。
- ω(t) 是角速度。
是质点相对于大域参考系 G 的速度。
是参考点的平移速度。
在二维空间，角速度是标量，矩阵 A(t) 简易的表述了在平面的一个多少角度旋转，这角度是角速度随时间的积分。
[编辑] 动力学
- 主项目：刚体动力学
刚体内任何一点皆可被用为参考点（ L 参考系的原点）来描述刚体的平移运动（位置、速度、加速度、等等，依选择而定）。 但是，根据实际需要，一个合宜的选择或许是：
当质心被选为参考点时：
- 刚体的动量独立于刚体旋转运动。在任何时间，动量等于刚体的总质量乘以平移速度。
- 不论刚体怎样平移运动，对于质心的角动量皆等同；在任何时间，角动量等于惯性张量乘以角速度。假若角速度是对刚体主轴研算出的，那末，角动量的每一轴值是主转动惯量（惯性张量的主值）与角速度的对应轴值的商；力矩是转动惯量乘以角加速度
- 在无外力作用下，可能形成的运动为：等速直线运动、稳定绕固定轴旋转运动、无力矩的进动、等等。
- 作用在刚体的净外力等于总质量乘以刚体平移运动的加速度（也就是说，不论净外力矩是否为零，或这刚体是否在作旋转运动，牛頓第二運動定律可以正确的用于刚体平移运动，）。
- 总动能是平移动能与旋转动能的和值。
[编辑] 参阅
[编辑] 相关条目
[编辑] 參考文獻
- J.L. Meriam, L.G. Kraige, "Engineering Mechanics: Dynamics," 第三版，ISBN 0471592730。
