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词条 曲线运动规律
释义

§ 解释

利用运动的合成和分解方法。

§ 说明

平抛运动可视为水平匀速直线运动竖直方向的自由落体的合运动。

匀速圆周运动虽向心加速度的大小不变,但方向时刻在变且恒指向圆心,所以是一种变加速运动。其向心力F=mv2/R或F=mω2R,它与速度方向垂直。故只能改变物体的速度方向。向心力不是什么特殊的力,任何一种力或几种力的合力都可提供为向心力。

行星运动的规律由开普勒三定律揭示,三定律分别指明了行星运动的轨道、行星沿轨道运动时速率的变化以及周期与轨道半径的关系(R3/T2=k)。

万有引力定律揭示了行星运动的本质原因,可应用来发现天体并计算天体的质量和密度。

§ 第八讲:曲线运动的规律

在这一讲里,我要让同学们认识曲线运动,了解曲线运动的重要性,那么就让我们从曲线运动的规律和原理说起吧:当物体在运动中速度和方向改变时,当受到自身力的作用改变角度所传递力的时候,就会形成曲线运动。它是区别于直线运动的一种运动规律,动画中的曲线运动能使人物、动物的动作以及自然形态的运动曲线更为柔和、圆滑、优美、和谐,更富有旋律感。有助于表现各种细长、舒缓、柔软及富有韧性和弹性物体的质感。

曲线运动有3种形态:

(一) 弧形运动

抛物线属于弧形运动:这个运动大家都熟悉,你们一定投过铅球,也一定打过篮球、排球、乒乓球,你们一定看到那个球体在运动过程中,由于受到各种力的作用,其运动轨迹呈弧形的抛物线运动状态(运动轨迹是指物体运动时所通过的路径)。

抛物线运动只是弧形运动中的一种,请看一下上图中的人体,除非他不动,只要一动,弧形运动覆盖全身,真可谓大圈套小圈。一摇头、一摆手、一抬腿、一跨步……左下图就是人的脚在行走中,离地时产生了弧形规迹的例子,右下图是表现一个人体在惯性摆动的运动过程中,由于受到各种力的作用,使其运动轨迹呈弧形的曲线运动状态。

人们在跑步运动中自然形成的弧形起伏运动线,红色为头顶曲线规迹、蓝色为肘部曲线规迹、绿色为拳头曲线规迹、粉红色为右脚曲线规迹、黄色为左脚曲线规迹。

(二) 波浪形

波形运动规律:凡质地柔软的物体由于受到力的作用,受力点从一端向另一端推移,就会产生波形的曲线运动状态。

最常见的就是飘动的红旗所呈现的波浪形运动形态了:

在画波浪形曲线运动的动画时,应当明确了解关键动态原画所规定的运动主向(这里指旗子被风力所推动的方向),明确主动力的力点(起动点从旗杆出发)与被动力(被带动的点)的相互关系。任何一个动作的产生,都应该注意它主动力的位置,分析运动进程中哪个

部位是产生主动力的所在,哪个部位是受主动力作用后被带动的运动。图中女孩优美的波浪型曲线运动的头发是非常明显的跟随运动,是被主动力带动的。

曲线运动动画的基本要领是:看清运动的方向,顺序向前推进。物体在曲线运动进程中如无特殊原因,它的运动规律必然是朝着一个方向、顺序而进的。这是由于力的作用不断延续,直到力的消失。因此,在勾画曲线运动的中间过程中,一定要按照原画的编号顺序,一张张地向同一个方向渐变,不可中途停顿、中断或次序颠倒。

(三) S型曲线运动

“S”形曲线运动规律:常表现柔软又有韧性的物体,主动力在一个点上,依靠自身或外部(风的)主动力的作用,使力量从一端过渡到另一端,它所产生的运动路线和运动形态,呈“S”形曲线状态。(点击查看)

左下图是狮子的尾巴,属于有生命的物体,它受自身控制,尾巴根部肌肉收缩产生的力,通过尾关节逐渐传递过渡,产生S型曲线运动。中下图是一组完整的小草的S型运动,主动力是风,反作用力是它的韧劲(不断反弹回来)。右下图的两棵植物,一棵来自土壤,但植物的柔软度不如中间的小草;最右边的植物是柳条,从上面下垂受风力而摆动。

力是通过某种媒介,从一端逐渐过渡到另一端的过程叫做力的传递。对于有生命的物体来说,(飞鸟的翅膀为例)肌肉收缩产生的力,通过关节进行传递,传递过程是由力的始发点(肩关节)向身体的其他部位(翅膀末梢)过渡;而无生命物体则是通过自身的属性(软硬质感)来传递受到的外力,传递过程是由受力点向末端过渡。

没有生命力的窗帘受风的(主动)力,和地心引力(反作用力)产生S型曲线运动;玫瑰色是小狗的耳朵,从A到B受起步影响,比主动作滞后(被动而缓慢),主动作减速停下后,耳朵又产生一个缓冲(惯性),产生一个S型曲线运动状态。

这里有两片木板,当你用力在厚板的一端拨动,这块厚板会少许上下弹两下就停下来,而薄的像弹簧片一样,轻轻拨动,就会快速震颤,然后慢慢停下。这就是属性——质感的区别而产生运动的不同。你能给右图中飘动的枝条加中间画吗?试着要用S型动态去画哦。

不管你表现哪种力,必须与物体的属性相匹配,切不可随意处之。应该注意的是:要用力学知识去表现物体的属性,同时物体的属性又决定了它受力后的运动状态。

动画就是根据这些力学原理,把作用力和反作用力,加速度和减速度等物理现象具体的运用到原画动作的设计中去,并加以充分的发挥和合理的夸张及提炼,使画面合成之后的动作产生特殊的效果,这就是动画艺术所特有的艺术表现形式,也是动画语言创作设计的基础。

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更新时间:2025/1/19 8:52:27