СФЕРИЧЕСКОЕ ДВИЖЕНИЕ ТВЕРДОГО ТЕЛА

Сферическим движением называется движение твердого тела имеющего одну неподвижную точку. Описание такого движения имеет первостепенное значение при анализе работы гироскопов, кораблей, самолётов, снарядов, ракет и небесных тел. Тело, совершающее сферическое движение имеет три степени свободы.

Сферическое движение твердого тела (Углы Эйлера)

Тело, совершающего сферическое движение, привести в заданное положение можно с помощью трех конечных поворотов, называемых углами Эйлера (рис.1.6). Первый поворот произведём вокруг оси неподвижной системы координат угол прецессии . Второй поворот произведём вокруг линии узлов на угол нутации . Третий поворот осуществляется вокруг оси на угол собственного вращения . После третьего поворота тело и оси подвижной системы координат связанные с ним займут заданное положение. При движении тела в каждый момент времени углы Эйлера являются функциями времени:

Эти зависимости называются кинематическими уравнениями сферического движения.

Вектор, определяющий положение точки в неподвижной и подвижной системах отсчета, равен

,

а координаты точки связаны при помощи матрицы преобразования

где