Применение матриц в кинематике точки и твердого тела (с использованием компьютера): Учебное пособие, страница 11

 2r  0= {x;y;z} = {x 4c 0;y 4c 0;z 4c 0} + L 5-1 0*{x 42 0;y 42 0;z 42 0}.      (9.1)

(9.1) есть уравнения движения свободной точки М 5*  0в неподвижной системе отсчета.

9.3  2Скорость точки. 0Для нахождения абсолютной скорости  точки продифференцируем (9.1) по времени.После чего получим вектор абсолютной скорости точки в координатах неподвижной системы отсчета


- 71  2v 0 = {v 4x 0;v 4y 0;v 4z 0}= 2Dr 0= 2D 0{x 4c 0;y 4c 0;z 4c 0} + 2 D 0L 5-1 0*{x 42 0;y 42 0;z 42 0}+L 5-1 0* 2D 0{x 42 0;y 42 0;z 42 0}, откуда

┌    ┐   ┌     ┐        ┌    ┐        ┌     ┐

│ v 4x 0 │   │ v 4cx 0 │        │ x 42 0 │        │ v 42x2 0│

 2v  0= │ v 4y 0 │ = │ v 4cy 0 │ +  2D 0L 5-1 0*│ y 42 0 │  + L 5-1 0*│ v 42y2 0│ ,  ( 9.2)

│ v 4z 0 │   │ v 4cz 0 │        │ z 42 0 │        │ v 42z2 0│

└    ┘   └     ┘        └    ┘        └     ┘

где первое  слагаемое  есть переносная скорость свободной точки в ее движении вместе с системой Cx 41 0y 41 0z 41 0(подробно об ее определении см.  параграф 5.1,формула( 5.2) );второе слагаемое  -  вектор переносной скорости точки М*, появляющейся за счет вращения системы

Cx 42 0y 42 0z 42 0 вокруг ее  центра(подробно об ее определении см. в параграфе 9.4,формула (9.4));третье слагаемое есть вектор относительной скорости  в координатах вращающейся системы отсчета,определяется согласно равенствам (4,17),(4.18),(4.19);матрица преобрзования L-1 берется из (9.1).

Формула (9.2)  неудобна в том смысле,что требуется  искать производную  по  времени от матрицы L 5-1 0,что несколько утомительно.Избежать этого можно,если  умножить (8.2) на матрицу L слева, что означает запись вектора абсолютной скорости в координатах вращающейся системы отсчета

┌    ┐     ┌     ┐          ┌    ┐         ┌    ┐

│ v 4x 0 │     │ v 4cx 0 │          │ x 42 0 │         │v 42x2 0│

L* 2v  0= L*│ v 4y 0 │ = L*│ v 4cy 0 │ + L* 2D 0L 5-1 0*│ y 42 0 │ + L*L 5-1 0*│v 42y2 0│,  (c)

│ v 4z 0 │     │ v 4cz 0 │          │ z 42 0 │         │v 42z2 0│

└    ┘     └     ┘          └    ┘         └    ┘

откуда получаем,имея в виду что L* 2D 0L 5-1 0 = 7 W 0 (см.параграф 8.3);

L*L 5-1 0 = E 43 0, здесь Е 43 0 - 4  0единичная матрица

┌     ┐   ┌      ┐     ┌    ┐   ┌      ┐

│ v 4x2 0 │   │ v 4cx2 0 │     │ x 42 0 │   │ v 42x2 0 │

 2v  0=  │ v 4y2 0 │ = │ v 4cy2 0 │ +  7W 0*│ y 42 0 │ + │ v 42y2 0 │,  (9.3)

│ v 4z2 0 │   │ v 4cz2 0 │     │ z 42 0 │   │ v 42z2 0 │

└     ┘   └      ┘     └    ┘   └      ┘

Равенство (9.3) представляет собой теорему о  сложении  ско-


- 72 ростей при сложном движении точки:сумма первых двух слагаемых в правой части есть переносная скорость точки М 5* 0(как сумма двух переносных скоростей);второе слагаемое - относительная скорость.Следовательно, абсолютная скорость точки равна геометрической сумме скоростей точки в перносном и относительном движениях.

Зная координаты вектора абсолютной скорости можно вычислить модуль вектора абсолютной скорости и направляющие углы или направляющие косинусы.