Sistema de referencia estacionario / inercial

Jan 13 2021

En Modern Robotics de Kevin Lynch, hay un término marco "estacionario", pero nunca se define. Buscar en Google muestra que esto es sinónimo de marco inercial.

Aparentemente, un marco inercial significa que unir rígidamente un acelerómetro a un marco mostraría que el marco tiene 0 aceleración.

Sin embargo, en Modern Robotics, dice que los marcos corporales, que están unidos a objetos en movimiento, también son marcos inerciales. ¿Cómo es esto posible? Si el armazón del cuerpo está unido a un bate de béisbol y nuestro robot balancea el bate, ¿no se acelerará el armazón?

Respuestas

2 BrandonJ.DeHart Jan 20 2021 at 02:26

Debido a la forma en que se definen las tramas en el libro Modern Robotics (y en este tipo de mecánica de campo vectorial en general, como las de Featherstone), tanto la trama espacial como las tramas corporales se definen como tramas inerciales estacionarias. Esto requiere una comprensión conceptual un poco diferente a la de los marcos móviles más tradicionales que se han "adjuntado" a los cuerpos en movimiento en la mayoría de los libros de texto de dinámica.

Como se indica en la cita de MR en la respuesta de JJB_UT , los marcos corporales que se utilizan para realizar cálculos en cada instante en el tiempo se definen como los marcos inerciales estacionarios que están en la misma pose (posición y orientación) que el cuerpo móvil más clásico los fotogramas pueden estar en ese mismo instante. Esta diferencia clave es lo que permite muchas de las matemáticas más simples en MR en comparación con otros libros de texto y notaciones de dinámica.

Saludos, Brandon

JJB_UT Jan 13 2021 at 21:15

Los marcos se consideran inerciales porque no estamos considerando la "dinámica" (léase: aceleración). Esencialmente, en lo que respecta a mi experiencia con MR, todas las matemáticas en torno a los marcos en el libro consideran que estás momentáneamente congelado en el tiempo, "viendo" ese estado del marco en ese momento instantáneo. Debido a esto, se considera estacionario y por lo tanto inercial.

No soy un experto en el tema, ¡así que me encantaría escuchar comentarios sobre mi respuesta!

Del Capítulo 3, página 59 de MR :

Todos los marcos de este libro son marcos estacionarios, inerciales. Cuando nos referimos a un marco corporal {b}, nos referimos a un marco inmóvil que coincide instantáneamente con un marco que está fijo a un cuerpo (posiblemente en movimiento). Es importante tener esto en cuenta, ya que es posible que haya tenido un curso de dinámica que utilizó marcos móviles no inerciales unidos a cuerpos giratorios. No los confunda con los marcos corporales estacionarios e inerciales de este libro.