不倒翁的动力学分析

黄开志; 陈小亮; 田祖安; 丁剑平

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不倒翁的动力学分析

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为了潜在的工程应用以及为不倒翁类儿童玩具的设计计算提供参考,建立了不倒翁在圆形曲面上作纯滚动时的动力学方程,给出了其作纯滚动且能回摆的限制条件,分析了其稳定性.求出了其在水平面上作纯滚动时主要动力学参数计算公式,借助软件具体分析了一个不倒翁的运动特征,绘制了其主要动力学参数曲线.发现其角速度α、角加速度α和法向反力Fn随初始摆角α0递增,而切向摩擦力Ft则随初始摆角α0递减;当α0介于0与0.12rad之间时,摆动周期T与α0近似呈线性关系,且T≤1.01s;当α0超过0.12rad时,T与α0呈非线性关系,且T＞1.01s;当α0趋近于π时,T趋近于无穷大.

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来源
《物理与工程》 |2016年第5期|85-88|共4页
作者
黄开志; 陈小亮; 田祖安; 丁剑平;
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作者单位

重庆科技学院数理学院,重庆 401331;

重庆科技学院数理学院,重庆 401331;

重庆科技学院数理学院,重庆 401331;

重庆科技学院数理学院,重庆 401331;

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正文语种 chi
中图分类
关键词
理论力学; 动力学; 不倒翁; 临界曲线;

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