惯量张量、惯量椭球和惯量主轴的求法
书籍:方法大辞典
出处:按学科分类—自然科学总论 山东人民出版社《方法大辞典》第262页(396字)
从惯量张量出发,可引入相应的惯量椭球
众所周知,每个椭球都有三条相互垂直的主轴,如果以此三主轴为坐标轴(例如标为X’、y’及Z’轴),则椭球方程变成
Ix’λ’X′2+Iy’y’y′2+Iz’z’Z′2=1
方程中不再含有惯量积,惯量椭球的主轴称为惯量主轴,对惯量主轴的转动惯量称为主转动惯量。
惯量主轴与椭球面的交点处的法线方向与主轴重合,这是求惯量主轴的出发点。
选择惯量主轴为坐标轴的好处,在于使问题得到简化,此时相对于质心C的动量矩及动能T’可分别写成
可注意到,对于常见的有一定对称性的均匀刚体,有的惯量主轴可根据对称性方便地判断出来。