刚体

运动学位置与取向刚体是由一群数量超多的质点组成。实际而言，不可能精确地追踪其中每一个质点的运动。为了简化运算，可以利用刚体的“刚性”，即其内部所有质点彼此之间距离不变的性质。假若物体具有刚性，则倚靠设定三个不同线质点的位置，就足以设定此物体的位置。这意味着，在三维空间里，刚体至多只有九个自由度，但由于假定三个质点之间的距离固定不变，所以，刚体只有六个自由度。假设还有其它约束，例如，刚体的运动必需绕着其内部一点旋转（定点转动），或绕着其内部一直轴旋转（定轴转动），则自由度会小于六。关于其它任意质点P的位置，只要知道质点P对于上述三个质点之中的任意一个质点的相对位置，就可以重建这质点的位置。通常，整个刚体的空间位形可以简易地以参数设定：刚体的“位置”：挑选刚体内部一点G来代表整个刚体，通常会设定物体的质心或形心为这一点。从空间参考系S观测，点G的位置就是整个刚体在空间的位置。位置可以应用矢量的...