Можно ли определить угол как вектор?

В классической механике угловая скорость, угловое ускорение, крутящий момент и угловой момент могут быть определены как векторы с явными преимуществами, такими как возможность использовать векторное произведение для упрощения выражений.

Как человеку, который ценит симметрию между поступательной и вращательной динамикой, запись угловой скорости как производной от угла кажется мне несколько элегантной, однако это неверно при использовании векторов. Это можно решить, определив « угловой вектор ». Почему это не распространено? Разве это не сработает?

я могу представить θ перпендикулярно плоскости лежит угол и с величиной, равной его размеру в радианах.

Угол - это вектор
imho: причина, по которой вы обычно этого не видите, проста: потому что это отстой.. Повороты с более чем одним необходимым углом (произвольные повороты вокруг произвольных осей), как известно, являются источником для мозга * И вы должны быть очень осторожны с вашей геометрией. работает (см., например, углы Эйлера). В курсе классической механики вы можете изучать волчки. Однако, учитывая, что угловая скорость ю обычно используется, очевидно, что его интеграл по времени, конечно, также является векторным.
Вы правы, это именно то, что мы делаем на практике. Имейте в виду, что мы не определяем такие вещи, как угловой момент, как вектор, потому что это несколько удобно, именно то, как они ведут себя , навязывает их векторную природу.
@ Борт, похоже, вы ближе всего подошли к тому, что я ищу, я почитаю, если найду что-нибудь об интегрировании угловой скорости.
Эта вторая ссылка - это именно то, что я искал, в частности, этот ответ: physics.stackexchange.com/a/288/101191 извините за дублирующийся вопрос

Ответы (2)

Можно ли определить угол как вектор?

Это зависит от того, что вы подразумеваете под «вектором». Если под «вектором» вы подразумеваете только то, что имеет величину и направление, то да, представление «ось-угол» квалифицируется как «вектор».

Для математика вектор — это то, что является элементом векторного пространства. В этом контексте представление оси-угла не может быть квалифицировано как вектор. Одна проблема заключается в том, что существует множество способов представления нулевого поворота (например, поворот на 360 градусов вокруг любой оси); нулевой элемент должен быть уникальным, чтобы пространство можно было квалифицировать как векторное пространство. Другая проблема заключается в том, что повороты не коммутируют; композиция двух элементов должна быть коммутативной, чтобы пространство можно было квалифицировать как векторное пространство.

Другая проблема: производная по времени представления оси-угла не является угловой скоростью. В нем мало физического смысла. (Аналогичным образом интеграл от вектора угловой скорости имеет мало физического смысла.)

Описание поворота как вектора с направлением вектора вдоль оси вращения и величиной вектора как угла известно как представление ось-угол .

Согласно ответу Давида, это не соответствует запрошенному физическому значению.