tmn_A作者
2年9个月前修改于 2年9个月前IP:中国
928862
25楼

我们现在从(4.48)中讨论特殊情况。

先还是假定三轴转动惯量都不等。

如果初始角速度仅2轴不为零,代入,可以发现什么事情都不会发生,转动还是复杂的定点转动形式。

如果初始角速度仅一轴(不是2轴)不为零,代入,由(4.19),我们应取该轴为3轴。而此时,R为零,即k=0,此时,由雅各比椭圆函数定义,sn函数退化为sin函数,cn函数退化为cos函数,dn函数退化为1,此时代入(4.48.2),由于此时\(L^2-2I_1T =  I_3(I_3-I_1)\omega_{30}^2\),\(L=I_3\omega_{30}\)应有:

\(\theta = arccos(n_3)\)(4.49)

即\(\theta = 0\)(当n3=1时)或\(\theta = \pi\)(当n3= -1时)

此时\(sin(\theta) = 0\)

代入(4.40.1)和(4.40.2)可以发现是恒等式,也就是说自转角任意。这也是前文说的欧拉角的缺陷,章动角为零时无法分辨自转和进动。依旧按习惯,取\(\psi\)使得刚体有自转无进动。

由(4.45)得,\(\dot{\psi} = \omega_{30}\)(4.50)

积分,不妨取坐标使得初始自转角为零,进动角为零,即有:

\(\varphi = 0,\theta = 0,\psi = \omega_{30}t\)(4.51)

显然,上式即为(4.9)(4.10)。

这也就验证了网球拍定理

再讨论(4.19)取等号的情况,即Q=P,k=1

由雅各比椭圆函数定义,此时……好像也没啥特殊性质……只是现在(4.48)可以用基本初等函数表示出来了,有兴趣的可以试试

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文号 / 928862

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我也是有底线的