2/1 Introduction
Kinematics is the branch of dynamics which describes the motion of
bodies without reference to the forces which either cause the motion or
are generated as a result of the motion. Kinematics is often described as
the “geometry of motion.” Some engineering applications of kinematics
include the design of cams, gears, linkages, and other machine elements
to control or produce certain desired motions, and the calculation of
flight trajectories for aircraft, rockets, and spacecraft. A thorough working
knowledge of kinematics is a prerequisite to kinetics, which is the
study of the relationships between motion and the corresponding forces
which cause or accompany the motion.
Particle Motion
We begin our study of kinematics by first discussing in this chapter
the motions of points or particles. A particle is a body whose physical dimensions
are so small compared with the radius of curvature of its path
that we may treat the motion of the particle as that of a point. For example,
the wingspan of a jet transport flying between Los Angeles and
New York is of no consequence compared with the radius of curvature of
2/1 Introduction
2/2 Rectilinear Motion
2/3 Plane Curvilinear Motion
2/4 Rectangular Coordinates (x-y)
2/5 Normal and Tangential Coordinates (n-t)
2/6 Polar Coordinates (r-)
2/7 Space Curvilinear Motion
2/8 Relative Motion (Translating Axes)
2/9 Constrained Motion of Connected Particles
2/10 Chapter Review
CHAPTER OUTLINE
2 Kinematics
of Particles
its flight path, and thus the treatment of the airplane as a particle or
point is an acceptable approximation.
We can describe the motion of a particle in a number of ways, and
the choice of the most convenient or appropriate way depends a great
deal on experience and on how the data are given. Let us obtain an
overview of the several methods developed in this chapter by referring
to Fig. 2/1, which shows a particle P moving along some general path
in space. If the particle is confined to a specified path, as with a bead
sliding along a fixed wire, its motion is said to be constrained. If there
are no physical guides, the motion is said to be unconstrained. A small
rock tied to the end of a string and whirled in a circle undergoes constrained
motion until the string breaks, after which instant its motion is
unconstrained.
Choice of Coordinates
The position of particle P at any time t can be described by specifying
its rectangular coordinates* x, y, z, its cylindrical coordinates r, , z,
or its spherical coordinates R, , . The motion of P can also be described
by measurements along the tangent t and normal n to the curve.
The direction of n lies in the local plane of the curve.† These last two
measurements are called path variables.
The motion of particles (or rigid bodies) can be described by using coordinates
measured from fixed reference axes (absolute-motion analysis)
or by using coordinates measured from moving reference axes (relativemotion
analysis). Both descriptions will be developed and applied in the
articles which follow.
With this conceptual picture of the description of particle motion in
mind, we restrict our attention in the first part of this chapter to the
case of plane motion where all movement occurs in or can be represented
as occurring in a single plane. A large proportion of the motions
of machines and structures in engineering can be represented as plane
motion. Later, in Chapter 7, an introduction to three-dimensional motion
is presented. We begin our discussion of plane motion with rectilinear
motion, which is motion along a straight line, and follow it with a
description of motion along a plane curve.
2/1 บทนำจลนศาสตร์เป็นสาขาหนึ่งของการเปลี่ยนแปลงซึ่งจะอธิบายการเคลื่อนไหวของร่างกายโดยไม่ต้องอ้างอิงถึงกองกำลังซึ่งอาจก่อให้เกิดการเคลื่อนไหวหรือถูกสร้างขึ้นเป็นผลมาจากการเคลื่อนไหว จลนศาสตร์อธิบายมักจะเป็นว่า "รูปทรงเรขาคณิตของการเคลื่อนไหว." บางโปรแกรมวิศวกรรมของกลศาสตร์การเคลื่อนไหวรวมถึงการออกแบบของกล้องที่เกียร์เชื่อมโยงและองค์ประกอบเครื่องอื่นๆในการควบคุมหรือผลิตการเคลื่อนไหวที่ต้องการบางอย่างและการคำนวณของไบเที่ยวบินสำหรับเครื่องบินจรวดและยานอวกาศ ทำงานอย่างอย่างละเอียดความรู้เกี่ยวกับกลศาสตร์การเคลื่อนไหวเป็นสิ่งที่จำเป็นที่จะจลนศาสตร์ซึ่งเป็นการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนไหวและกองกำลังที่สอดคล้องกันที่ทำให้เกิดหรือมาพร้อมกับการเคลื่อนไหว. การเคลื่อนไหวของอนุภาคเราเริ่มต้นการศึกษาของเราของกลศาสตร์การเคลื่อนไหวครั้งแรกโดยการพูดคุยในบทนี้การเคลื่อนไหวของจุดหรืออนุภาค อนุภาคเป็นร่างกายที่มีมิติทางกายภาพมีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับรัศมีความโค้งของเส้นทางของมันที่เราอาจรักษาการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่เป็นที่ของจุดที่ ยกตัวอย่างเช่นนกขนส่งเจ็ทบินระหว่าง Los Angeles และ New York เป็นไม่มีผลเมื่อเทียบกับรัศมีความโค้งของ2/1 บทนำ2/2 เส้นตรงเคลื่อนไหว2/3 เครื่องบินโค้งเคลื่อนไหว2/4 พิกัดสี่เหลี่ยม (เซ็กซี่) 2/5 ปกติและพิกัดสัมผัส (เอ็นที) 2/6 พิกัดขั้วโลก (R-?) 2/7 อวกาศโค้งเคลื่อนไหว2/8 เคลื่อนไหวสัมพัทธ์ (แปลแกน) 2/9 ข้อ จำกัด การเคลื่อนไหวของอนุภาคที่เกี่ยวโยง2/10 บททบทวนบทOUTLINE 2 จลนศาสตร์ของอนุภาคเส้นทางการบินและทำให้การรักษาเครื่องบินเป็นอนุภาคหรือที่จุดเป็นประมาณยอมรับ. เราสามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของอนุภาคในหลายวิธีและทางเลือกของการที่สะดวกที่สุดหรือวิธีการที่เหมาะสมขึ้นอยู่ที่ดีการจัดการเกี่ยวกับประสบการณ์และวิธีการที่ข้อมูลจะได้รับ ขอให้เราได้รับภาพรวมของวิธีการหลายวิธีที่พัฒนาขึ้นในบทนี้โดยอ้างเพื่อรูป 2/1 ซึ่งแสดงให้เห็นอนุภาค P เคลื่อนไหวตามเส้นทางบางทั่วไปในพื้นที่ ถ้าอนุภาคถูกกักขังอยู่ในเส้นทางที่ระบุเช่นเดียวกับลูกปัดเลื่อนไปตามลวดคงที่การเคลื่อนไหวของมันบอกว่าจะถูก จำกัด หากมีเป็นคู่มือทางกายภาพไม่มีการเคลื่อนไหวกล่าวจะไม่มีข้อ จำกัด ขนาดเล็กที่ร็อคที่เชื่อมโยงกับจุดสิ้นสุดของสตริงและหมุนเป็นวงกลมผ่านการ จำกัด การเคลื่อนไหวจนกว่าจะแบ่งสายหลังจากที่ได้ทันทีการเคลื่อนไหวของมันเป็นข้อ จำกัด . เลือกพิกัดตำแหน่งของอนุภาค P ที่เวลา t ใด ๆ ที่สามารถอธิบายได้โดยระบุสี่เหลี่ยมของ* พิกัด x, y, z ทรงกระบอกพิกัด R,?, Z หรือทรงกลมของพิกัด R,?,? การเคลื่อนไหวของ P ยังสามารถอธิบายได้โดยการวัดพร้อมเสื้อสัมผัสและn ปกติโค้ง. ทิศทางของ n อยู่ในระนาบท้องถิ่นของเส้นโค้ง. †ที่ผ่านมาทั้งสองวัดจะเรียกว่าตัวแปรเส้นทาง. การเคลื่อนที่ของอนุภาค (หรือ ร่างกายแข็ง) สามารถอธิบายโดยใช้พิกัดวัดจากแกนอ้างอิงคงที่(การวิเคราะห์การเคลื่อนไหวแน่นอน) หรือโดยการใช้พิกัดวัดจากการย้ายแกนอ้างอิง (relativemotion วิเคราะห์) รายละเอียดทั้งสองจะได้รับการพัฒนาและนำไปใช้ในบทความซึ่งเป็นไปตาม. ด้วยภาพแนวความคิดนี้ของรายละเอียดของการเคลื่อนไหวของอนุภาคในใจเรา จำกัด ความสนใจของเราในส่วนแรกของบทนี้กับกรณีการเคลื่อนไหวของเครื่องบินที่เคลื่อนไหวทั้งหมดที่เกิดขึ้นในหรือสามารถจะเป็นตัวแทนในฐานะที่เกิดขึ้นในระนาบเดียว ส่วนใหญ่ของการเคลื่อนไหวของเครื่องและโครงสร้างในทางวิศวกรรมสามารถแสดงเป็นเครื่องบินเคลื่อนไหว ต่อมาในบทที่ 7 รู้เบื้องต้นเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวสามมิติที่จะนำเสนอ เราเริ่มต้นการสนทนาของเราของการเคลื่อนไหวเครื่องบินกับเส้นตรงการเคลื่อนไหวซึ่งเป็นไปตามการเคลื่อนไหวเป็นเส้นตรงและปฏิบัติตามด้วยคำอธิบายของการเคลื่อนไหวตามเส้นโค้งเครื่องบิน
การแปล กรุณารอสักครู่..
