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好的继续:

根据上面的讨论,我们得到了关于2轴角速度的微分方程(4.5)

为了搞成第一类椭圆积分的形式,我们希望吧2I3TL2L22I1T提取出去,所以我们必须先讨论它们的大小,结合(1.3)(1.4)式,代入初始角速度,我们有:

2I3TL2=I1(I3I1)ω102+I2(I3I2)ω202(4.11)

L22I1T=I2(I2I1)ω202+I3(I3I1)ω302(4.12)

好了先回收一个伏笔,记得为啥一定要用2轴角速度表示1、3轴角速度不?就是这个原因,这样推导出来由各主轴惯量之间的大小关系可以一眼看出,不管1、3轴转动惯量大小如何,2I3TL2L22I1T二者同号!

之前说过,先讨论主轴惯量不等的情况,那么如果2I3TL2等于零,L22I1T不等于零,那么由(4.11),(4.12)可知1、2轴初始角速度为零,仅3轴初始角速度不为零,这不就是前面说到绕3轴定轴转动吗?那么定点转动退化为定轴转动,那么运动规律就是(4.10)了!(看到没第二个伏笔也回收了 sticker

反之,如果2I3TL2不等于零,L22I1T等于零,那么由(4.11),(4.12)可知2、3轴初始角速度为零,仅1轴初始角速度不为零,运动规律也就是(4.9)

那万一2I3TL2L22I1T都等于零呢?那更简单了,由(4.11),(4.12)可知,1、2、3轴初始角速度都为零,角速度矢量各个分量都为零,那么初始角速度不就零矢量了吗?也就是这个情况下刚体静止,压根就没动!即:

φ=0,θ=0,ψ=0(4.13)

这个情况相当简单,一看就知道了,所以当三轴角速度为零时刚体一定保持静止,运动规律一定是(4.13),和它的三个主轴惯量是否相同无关,所以后面讨论由主轴惯量相同的特殊情况的时候,就不考虑这种情况了。

当然,我知道大家不是想看这么简单的特殊情况,那么接下来就讨论2I3TL2L22I1T都不等于零的最一般的情况。

先把(4.5)2I3TL2L22I1T提出来,然后把根式移到左侧分母,把dt移到右侧,利用n1n3的性质,有:

n1n3n(2I3TL2)(L22I1T)I2I1I3dt=dω2(1I2(I3I2)2I3TL2ω22)(1I2(I2I1)L22I1Tω22)(4.14)

更像第一类椭圆积分了对吧?

似乎只用换给变量再积分就可以了。但是,我们还要注意2轴角速度平方前面的系数取值范围的问题,毕竟前文说了,必须再0到1之间。这个下午再发

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