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PDF 288 / 1160 Area of parallelogram and a triangle
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(注意,我们在这里用到了导数的概念,导数将在第 8 章后面介绍。)速度 $\mathbf{v}$ 的 $P$ 方向将沿所示切线方向,其大小为

$$v = \text{NP} \frac{d\chi}{dt} = \text{NP}\omega$$

如果我们定义 $\omega$ 为一个大小为 $\omega$ 且方向沿旋转轴、指向旋转驱动右手螺旋前进方向的向量,那么

$$v = \omega \times r \quad (4.7)$$

就在大小和方向上都正确地定义了 P 的速度。这个向量 $\omega$ 称为刚体的角速度。

平行四边形和三角形的面积

从图 4.38 我们可以几何地得出,平行四边形 ABCD 的面积由下式给出

$$\text{area} = h|\overline{\text{AB}}| = |\overline{\text{AD}}|\sin\theta|\overline{\text{AB}}| = |\overline{\text{AD}} \times \overline{\text{AB}}|$$

另请注意,三角形 ABD 的面积为 $\frac{1}{2}|\vec{AD} \times \vec{AB}|$ , 这与结果相符

$$\text{area of trianglgle ABD} = \frac{1}{2}(\text{AD})(\text{AB})\sin\theta$$

我们现在考察矢量积的性质,以确定通常的代数定律是否适用。

基本性质

(a) 反交换律

$$a \times b = -(b \times a)$$

这直接源于几何定义 (4.5) 中右手系的规定,因为 $\hat{n}$ 当乘法顺序颠倒时方向会改变。因此,矢量积不满足交换律,而是满足反交换律,这与标量的乘法或两个矢量的标量积不同。所以乘法的顺序

图 4.37
刚体的角速度。

图 4.38
平行四边形的表示。