1樓:瀋飛
首先明確一下向量的定義:
[定義:向量]三維歐氏空間 中的向量 可以被一組基 線性表出,即
其中 , 。將 稱為向量 在基 下的向量座標,簡稱向量。
注意區別向量和向量:向量 是歐氏空間 中的元素,向量 是 中的元素。常見的向量符號表示有 或 。
接下來進入正題:
[定理:質點的非慣性係動力學方程]在非慣性參照點 和標準正交非慣性基 組成的非慣性係中,質點 的質量恒為 ,所受合外力為 ,相對於 的位置向量為 。則質點 的牛頓動力學方程為
式中, 是 點平動慣性力在基 下的向量,
其中 被稱為角速度向量, 。
[證明]
如圖所示,取乙個慣性參照點 和一組慣性標準正交基 ,設向量 ,向量 ,由 ,得 。設從基 到 的過渡陣是 ,可得 。在慣性系 中,對質點 應用牛頓第二定律有
整理成基 下的表示:
由基 中的向量線性無關,有
因 是標準正交基到標準正交基的過渡陣,所以為正交陣,有 ,故
這說明 是反對稱的,設
構造向量 ,易見
又由 得 ,兩邊對 求導得 ,從而
因此其中。全部代回原式,得到證畢。
2樓:Lance
字寫的不好看多多包涵
思路:1.分別建立兩個直角座標系,並使其重合,乙個選取為慣性參考係,乙個選取為繞z軸勻速選裝的非慣性參考係。
2.在二維平面(xoy)選取一運動的指點p,分析其在慣性系以及非慣性係下的位置向量,速度向量以及加速度向量。
3.由於座標原點重合,利用兩系位置向量重合的關係。建立其慣性系與非慣性係,位置向量,速度向量以及加速度向量的相互聯絡。
(注意:1.在求導過程中,由於非慣性係旋轉的原因,單位向量並不是常向量,求導過程中模擬復合函式乘積形式在做運算。
2.由於所建立的非慣性係是勻速轉動的,故角速向量度可看做常向量來處理。)
4.在求解出兩參考係加速度向量的關係式時,可將非慣性係中加速度向量移在等式一側,剩下的整理在另一側,此時對該式同乘質量,便可得到「勻速轉動非慣性係的牛頓方程」,同時便可整理出「科里奧利力」以及「慣性離心力」。
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