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zhengjx

金虫 (正式写手)

[求助] 球体的运动轨迹

一个球体,沿x轴做纵向振动,x=Asin(ωt),并绕X轴做简谐扭转运动,扭转角θ=Bsin(ωt+φ),同时沿y轴做平移匀速运动,速度为v1,绕y轴做匀速转动,速度为v2。如何给出在三维坐标平面内的球体运动轨迹方程?即:
x=Asin(ωt)
y=?
z=?
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科研仅是生活的一小部分
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ryuwen

银虫 (小有名气)

这几种运动是各自独立,可以直接叠加的,因此总的轨迹就是每种运动下位置的叠加,过程并不麻烦,当然最后的表达式大概很复杂。
但是楼主对问题的描述不够清楚,比如 “绕y轴做匀速转动,速度为v2”,这里速度应该是指线速度,但缺少半径的信息。
2楼2012-06-22 17:49:09
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zhengjx

金虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by ryuwen at 2012-06-22 17:49:09
这几种运动是各自独立,可以直接叠加的,因此总的轨迹就是每种运动下位置的叠加,过程并不麻烦,当然最后的表达式大概很复杂。
但是楼主对问题的描述不够清楚,比如 “绕y轴做匀速转动,速度为v2”,这里速度应该是 ...

问题简化一下:
一个球体,沿x轴做纵向振动,x=Asin(ωt),并绕X轴做简谐扭转运动,扭转角θ=Bsin(ωt+φ)。如何给出在三维坐标平面内的球体运动轨迹方程?即:
x=Asin(ωt)
y=?
z=?
请帮忙给出具体结果,非常感谢!
科研仅是生活的一小部分
3楼2012-06-22 19:02:18
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signo

新虫 (正式写手)

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
leongoall: 金币+3, 分析到位,回答具体! 2012-06-24 00:33:44
夕阳西下: 金币+10, 奖励 2012-09-01 22:54:46
引用回帖:
3楼: Originally posted by zhengjx at 2012-06-22 19:02:18
问题简化一下:
一个球体,沿x轴做纵向振动,x=Asin(ωt),并绕X轴做简谐扭转运动,扭转角θ=Bsin(ωt+φ)。如何给出在三维坐标平面内的球体运动轨迹方程?即:
x=Asin(ωt)
y=?
z=?
请帮忙给出具体结果,非 ...

楼主,我回答的你的简化后的问题(你在一楼的问题描述的不清楚,恕我直言,你自己连问题是什么都还没有分析出来就拿出来问了,球体怎么会既绕x轴转又绕y轴转呢,这是不可能的):

回答你的第3楼,思路是这样的,

(1)x方向已确定,那么在y, z方向内的坐标其实就可以看成平面内的旋转了,这时与x方向内的纵向振动无关;

(2)这里涉及到一个问题,那就是球面上不同x位置的点它的旋转半径不一样,所以你就可以对不同x点所对应的圆面来描述此圆上各点的y, z坐标,假设扭转角θ=Bsin(ωt+φ)是指与xy平面的夹角;

(3)x=Asin(ωt)
y=sqrt(r^2-x0^2).cos( Bsin(ωt+φ) )....(x0是指yz平面与球面相切所得的圆环上的点的x坐标,取值 -r 到 +r , 当x0=0时对应球心)
z=sqrt(r^2-x0^2).sin( Bsin(ωt+φ) )

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4楼2012-06-22 19:45:19
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zhengjx

金虫 (正式写手)

送鲜花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by signo at 2012-06-22 19:45:19
楼主,我回答的你的简化后的问题(你在一楼的问题描述的不清楚,恕我直言,你自己连问题是什么都还没有分析出来就拿出来问了,球体怎么会既绕x轴转又绕y轴转呢,这是不可能的):

回答你的第3楼,思路是这样的, ...

非常感谢!
请以应助回复,让我好送金币略表心意哈!

科研仅是生活的一小部分
5楼2012-06-24 17:23:34
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zhengjx

金虫 (正式写手)

夕阳西下: 轴向作匀速运动,可以设为y方向吗? 2012-06-26 16:24:49
这个问题是:
一个球体在恒力作用下压在一根圆棒上。球体在外界激励作用下既作沿x向(圆棒的径向)的简谐振动,x=Asin(ωt),又作绕x向的扭转简谐振动,θ=Bsin(ωt+φ)。圆棒作匀速旋转运动,转速为n;与此同时,球体沿圆棒的轴向作匀速运动,速度为v1。球的半径为r;圆棒的半径为R。在运动过程中,球体和圆棒一直保持紧密接触,不考虑两者接触过程中的变形问题。
要分析的是球体上与圆棒接触点的运动轨迹。
科研仅是生活的一小部分
6楼2012-06-24 17:49:40
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