Syntax highlighting of Archiv/2. Kinematika a dynamika tuhého tělesa

==Kinematika a dynamika tuhého tělesa==
'''Tuhé těleso''' - nedeformovatelná soustava hmotných bodů, které mají vůči sobě pevné vzdálenosti. 

Tuhé těleso má 6 stupňů volnosti - 3 rotační a 3 translační.

'''Popis rotace:'''

Zavedeme 2 ortonormální báze: ''referenční'' (pevná v prostoru) 
<math>(\vec e_1,\vec e_2,\vec e_3)</math>
a ''korotující'' (pevně spojená s tělesem)
<math> (\vec e^*_1,\vec e^*_2,\vec e^*_3) </math>.

Natočení tělesa je pak popsáno ortogonální maticí A:

<math>\vec e^*_i = A_{ik} \vec e_k </math> 

Matice A je závislá na čase, splňuje relace ortogonality.

Vzpomeňte si na názorný příklad doc. Podolského: kolotoč s koníčkem a slepičkou a opodál stojící Hanka.


===Zavedení vektoru úhlové rychlosti===
----
Uvažujme libovolný časově závislý vektor <math>\vec w(t)</math>,

<math>\vec w(t) = w_i(t)\vec e_i = w^*_i(t)\vec e^*_i(t)</math>,

přičemž <math>\vec e^*_i(t) = A_{ik}(t)\vec e_k</math>.

Pak <math>(\frac {d\vec w}{dt})_{prostor} = </math>

a) <math>\frac{dw_i}{dt}\vec e_i</math> (nahlíženo Hankou)

b) <math>\frac{dw^*_i}{dt}\vec e^*_i + w^*_i \frac{d\vec e^*_i}{dt} = \frac{dw^*_i}{dt}\vec e^*_i + w_i\frac{dA_{ik}}{dt}A_{jk}\vec e^*_j.</math> (nahlíženo slepičkou)

Přeznačíme index ''i'' na ''l'' a ''j'' na ''i'' a dostaneme, že

<math>\frac{dA_{lk}}{dt}A_{ik} = \Omega^*_{li}.</math>

Úhlová rychlost <math>\Omega</math> je antisymetrická (má 3 nezávislé složky a lze s ní asociovat duální pseudovektor).

<math>\Omega = \frac{dA}{dt}A^T</math>

===Eulerovy úhly===

Libovolné otočení kolem bodu (těžiště) lze získat 3 po sobě jdoucími otočeními kolem nějaké osy.



===Eulerovy kinematické rovnice===
===Tenzor setrvačnosti===
===Eulerovy dynamické rovnice===

</math>