刚体运动三维可视化模拟和复摆相关问题探讨

• 作者: 林炯辉 刘玉颖 宋敏
• 来源期刊: 大学物理
• 关键词: 力矩 VPython 可视化 转动定律 角动量定理
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 大学生园地|The Scope of Students
• 页码范围: 68-74
• 页数: 7页
• 分类号: O439
• 语种: 中文
• DOI: 10.16854/j.cnki.1000-0712.200404

摘要

本文应用刚体定轴转动定律和角动量定理,结合VPython软件,首先模拟刚体的定轴转动,例如匀质圆柱体在不同力矩作用下的转动,直观地显示刚体运动轨迹以及角位移、角速度等物理量随时间的变化关系,以及重力矩作用下的刚体能量守恒等,使刚体运动过程实现可视化.有趣的是,本文还研究了刚体的平面平行运动(平动加转动)以及刚体的振动,模拟了大角度下刚体摆动时出现的混沌状态.可视化模拟深化了对课本知识的理解.