第二章 物理中的基礎概念
在這一章中我們回顧一些物理的基礎概念,這些概念關系到(relevant)運動分析(analysis)和對剛體的影響。包含質量的類型區域被歸類于(classified)剛體。2.1,2.2節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的曲線路徑。這些主題與運動學(kinematics)有關.而這一節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,還有粒子系統和實體系統的運動學。這些物理材質都屬于物理引擎,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出現。各種測量距在2.5節討論,包含了線性和角度距,一階距,這些與物體的質心,距,慣性息息相關。2.5的最后一部分展示了怎樣計算質量不變的實體多邊形的質心和慣性張量。在第6章中討論的物理引擎中需要實現的東西。功和能是本章最后討論的。在開發拉格朗日動態模型中,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)是質量存在于區域中。最簡單的剛體是一個質量為m的單粒子它處于位置x處。p是一個含有碰撞的有限數量的粒子所組成的粒子系統,第i個粒子的質量M i處于位置X i,l <= i <= p. 單粒子和粒子系統是粒子數目有限的松散材質的例子。一個粒子系統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