第二章 物理中的基礎(chǔ)概念
在這一章中我們回顧一些物理的基礎(chǔ)概念,這些概念關(guān)系到(relevant)運動分析(analysis)和對剛體的影響。包含質(zhì)量的類型區(qū)域被歸類于(classified)剛體。2.1,2.2節(jié)中的主題介紹了粒子的在absence力量下,在二維或者三維所呈現(xiàn)的曲線路徑。這些主題與運動學(kinematics)有關(guān).而這一節(jié)的主題介紹了物理概念里的位置,速度,加速度。很多應用為更好的處理問題來選擇適合的坐標系。笛卡爾坐標系統(tǒng)通常很方便,但是我們還需極坐標系(polar coordinates),圓柱坐標系(cylindrical coordinates), 球坐標系(spherical coordinates)。還有單個粒子的運動學,還有粒子系統(tǒng)和實體系統(tǒng)的運動學。這些物理材質(zhì)都屬于物理引擎,在第六章討論。
這一章的其他剩余部分將介紹一些標準的物理概念。一條主線是從2.3節(jié)開始介紹牛頓運動法則,討論力的概論在2.4中,其書中具體例子涉及到重力,彈力,摩擦力。力矩和平衡也在這節(jié)出現(xiàn)。各種測量距在2.5節(jié)討論,包含了線性和角度距,一階距,這些與物體的質(zhì)心,距,慣性息息相關(guān)。2.5的最后一部分展示了怎樣計算質(zhì)量不變的實體多邊形的質(zhì)心和慣性張量。在第6章中討論的物理引擎中需要實現(xiàn)的東西。功和能是本章最后討論的。在開發(fā)拉格朗日動態(tài)模型中,動能是重要的量。在處理保守力中勢能也是非常重要的量,如重力就是保守力。
2.1 剛體類型
剛體的特征(characterized)是質(zhì)量存在于區(qū)域中。最簡單的剛體是一個質(zhì)量為m的單粒子它處于位置x處。p是一個含有碰撞的有限數(shù)量的粒子所組成的粒子系統(tǒng),第i個粒子的質(zhì)量M i處于位置X i,l <= i <= p. 單粒子和粒子系統(tǒng)是粒子數(shù)目有限的松散材質(zhì)的例子。一個粒子系統(tǒng)把各種物理量累加之和的標準樣子是:
p
Q =
S Qi total
i=1
Qi是一些物理量