动力学基本公式

动力学基本公式

项  目

直  线  运  动

回  转  运  动

力和转矩

F=ma  (N)

T=Jε(N·m)

惯性力和惯性力矩

Fg=-ma  (N)

离心惯性力 Fgn=-mω2r  (N)

切向惯性力 Fgt=-mεr  (N)

Mg=-Jε  (N·m)

功

W=Fscosβ  (J)

重力:W=mg(hA-hB)  (J)

弹力:  (J)

W=T(φB-φA)  (J)

功率

  (kW)

  (kW)

动能

Ek=  (J)

Ek=Jω2  (J)

刚体平面运动

Ek=  (J)

 

位能

重力:Ep=mgh  (J)

弹力:Ep=  (J)

 

动能定理

  (J)

  (J)

机械能守恒定律

Ek+Ep=常数  (J)

(在势力场中,只有势力作功时)

 

动量或动量矩

P=mυ  (kg·m/s)

L=Jω  (kg·m2/s)

冲量或冲量矩

I=Ft  (N·s)

It=Tt  (N·m·s)

动量或动量矩定理

m(υ-υ0)=Ft

J(ω-ω0)=Tt

动量或动量矩守恒定律

(系统不受外力或外力矢量和为零时,系统的总动量守恒)

(系统不受外力矩或外力矩的矢量和为零时,则系统对固定轴的动量矩守恒)

两物相撞前后系统动能的变化

 

碰撞后速度

 

碰撞冲量

I=m1(υ1-u1)=(1+k1)×(υ1-υ2)

 

惯量平行轴定律

 

Jz=JC'+m  (kg·m2)

符

 

号

 

意

 

义

m——质量,kg

υ——运动速度,m/s

ω——角速度,rad/s

a——加速度,m/s2

ε——角加速度,rad/s2

g——重力加速度,g=9.81m/s2

J——物体对回转轴线的转动惯量,kg·m2

J=mi2

i——惯性半径,m

β——力和位移间的夹角,rad

r——质点的转动半径,m

hA——物体起始位置的高度,m

hB——物体末端位置的高度,m

λA——弹簧起始位置的变形量,m

λB——弹簧末端位置的变形量,m

K——弹簧的刚度系数,N/m

φA——旋转运动开始时相对某一基线的角位移,rad

φB——旋转运动末端位置时相对某一基线的角位移,rad

υC——质心C的移动速度,m/s

JC——刚体对通过质心且与运动平面垂直的轴的转动惯量,kg·m2

h——物体距参考水平面的高度,m

λ——弹簧的变形量,m

t——作用力的作用时间,s

υ1,υ2——分别为物体1,2碰撞前的速度,m/s

u1,u2——分别为物体1,2碰撞后的速度,m/s

k1——恢复系数,

木料和胶木相撞  k=0.26

木球和木球相撞  k=0.50

钢球和钢球相撞  k=0.56

玻璃球和玻璃球相撞  k=0.94

完全弹性碰撞  k=1.0

完全塑性碰撞  k=0

Jz——物体对z轴的转动惯量

JC'——物体对平行于z轴并通过物体重心的c轴的转动惯量,kg·m2

k2——z轴与过重心的c轴的距离,m

其他符号同运动学基本公式