动量和角动量与渐近

Question

如何使用python/sympy计算力对物体(在真空中)产生的动量和角动量？

我正在寻找一个库来做这件事，我并不坚持渐近，但一个带有渐近的答案就可以了(不要把问题弄得太宽泛)。

我都试了些什么？好吧，我试着阅读了关于渐近的文档，并意识到它不是针对程序员的，而是针对物理学生的。

Answer 1

力和力矩引起物体动量和角动量的变化。，，，。对于这些计算，物理是不可避免的，并且没有通用的解决方案，因为除非我们知道系统的细节(什么力或扭矩在作用，系统的形状和质量是什么等)。在考虑中，我们不能计算动量的变化。

​

​

因此，如果我们知道力F是如何随时间变化的，我们就可以通过积分相应的力随时间变化的分量，来计算角动量变化的x，y和z分量。SymPy可以帮助我们进行集成。虽然，SymPy有一个专门的物理矢量模块，但如果我们有一个足够简单的力方程，只要Sympy's integrate函数就足够了，我们就不需要它了。例如，假设作用在系统上的力的唯一非零分量是x分量，给定为cos(t)。

import sympy as sp
t,t0,t1 = sp.symbols('t,t0,t1')

Fx = sp.cos(t) # x-component of Force
MomX = sp.integrate( Fx, (t,t0,t1) ) # x-component of change in momentum
# MomX = sin(t1) - sin(t0)

类似的讨论也适用于角动量的变化，只是力将被力矩取代，或者如果人们对系统的几何形状有足够的详细信息，就可以计算出力本身的力矩，然后对时间进行积分，得到角动量的变化。