什么是速度瞬心

概念
在剛體平面運動中,只要剛體上任一平行于某固定平面的截面圖形(或其延伸,也就是說瞬心可以在剛體之外)在任何瞬時的角速度不為零,就必有速度為零的一點,稱為速度瞬心。角速度為零時,剛體在做純平動,瞬心在無窮遠處。
作用
有了速度瞬心,剛體瞬時的運動就可看作是繞瞬心旋轉(zhuǎn),在研究復(fù)雜的運動時可以簡化計算。
輪子的解釋
在平面上純滾動的輪子,其與輪子接觸的點瞬時速度為零。
以地面為參考系,一個純滾動的輪子,它當然是一邊滾,一邊往前走。為方便理解,我們把這兩個運動分開來看。
首先,輪子整體是向前運動的,如圖,速度用黃色箭頭表示。

其次是旋轉(zhuǎn),如圖中紅色箭頭所示。

輪子的速度就是這兩個速度的合成,如下圖。

可以看出,在輪子與平面接觸的點,向前的速度和旋轉(zhuǎn)的速度,正好大小相等,方向相反,下圖藍圈處。

方向相反,大小相等的兩個力合起來就是零,所以它的瞬時速度為零。
整個輪子的速度合成看起來就像下圖的樣子。

最后我們就得到輪子各點的速度分布。
