- •Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
- •ВВЕДЕНИЕ
- •1. МЕХАНИКА И ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
- •1.2 Сложение сил. Система сходящихся сил
- •1.3 Момент силы относительно центра. Пара сил
- •1.4 Приведение системы сил к центру. Условия равновесия
- •1.5 Плоская система сил
- •1.6 Трение
- •1.7 Пространственная система сил
- •1.8 Центр тяжести
- •2 КИНЕМАТИКА ТОЧКИ И ТВЕРДОГО ТЕЛА
- •2.1.2 Вектор скорости точки
- •2.1.3 Вектор ускорения точки
- •2.1.4 Определение скорости и ускорения при координатном задании движения
- •2.1.5 Примеры решения задач кинематики точки
- •2.1.6 Оси естественного трехгранника. Числовые значения скорости. Касательное и нормальное ускорение точки
- •2.1.7 Частные случаи движения точки
- •2.1.8 Графики движения, скорости и ускорения точки
- •2.1.9 Примеры решения задач
- •2.1.10 Скорость и ускорение точки в полярных координатах
- •2.2 Поступательное и вращательное движения твердого тела
- •2.2.1 Поступательное движение
- •2.2.2 Вращательное движение твердого тела вокруг оси. Угловая скорость и угловое ускорение
- •2.2.3 Равномерное и равнопеременное вращения
- •2.2.4 Скорости и ускорения точек вращающегося тела
- •2.3 Плоскопараллельное движение твердого тела
- •2.3.1 Уравнения плоскопараллельного движения. Разложение движения на поступательное и вращательное
- •2.3.2 Определение траекторий точек плоской фигуры
- •Рисунок 2.15 – К определению траекторий точек тела
- •Рисунок 2.16 – Схема эллипсографа
- •2.3.3 Скорости точек плоской фигуры
- •Рисунок 2.17 – Определение скорости точки на ободе колеса
- •2.3.4 Теорема о проекциях скоростей двух точек тела
- •Теорема
- •2.3.5 Определение скоростей точек плоской фигуры с помощью мгновенного центра скоростей. Центроиды
- •2.3.6 Ускорения точек плоской фигуры
- •Пример 1.
- •Рисунок 2.23 – К определению ускорений точек колеса
- •Пример 2.
- •Рисунок 2.24 – Задача о шестеренках
- •2.4 Движение твердого тела вокруг неподвижной точки и движение свободного твердого тела
- •2.4.2 Общий случай движения свободного твердого тела
- •2.5 Сложное движение точки
- •2.5.1 Относительное, переносное и абсолютное движения
- •2.5.2 Теорема о сложении скоростей
- •Пример 2.
- •2.5.3 Теорема о сложении ускорений (теорема Кориолиса)
- •2.6 Сложное движение твердого тела
- •2.6.1 Сложение поступательных движений
- •2.6.2 Сложение вращений вокруг двух параллельных осей
- •Рисунок 2.34 – Сложение однонаправленных параллельных вращений
- •2.6.3 Сложение вращений вокруг пересекающихся осей
- •Рисунок 2.36 – Сложение вращений вокруг пересекающихся осей
- •2.6.4 Сложение поступательного и вращательного движений. Винтовое движение
- •3 ДИНАМИКА
- •3.1 Введение в динамику. Законы динамики
- •3.2 Дифференциальные уравнения движения точки. Решение задач динамики точки
- •3.2.1 Основные соотношения
- •3.2.3 Последовательность и примеры решения задач
- •Пример 1.
- •Пример 2.
- •Пример 3
- •Рисунок 3.3 – Схема к задаче о движении лодки
- •3.2.4 Решение основной задачи динамики точки при криволинейном движении
- •Пример 1.
- •3.3 Общие теоремы динамики точки
- •3.3.1 Количество движения точки. Импульс силы
- •3.3.2 Теорема об изменении количества движения точки
- •Пример 1.
- •3.3.4 Движение под действием центральной силы. Закон площадей
- •3.3.5 Работа сил. Мощность
- •3.3.6 Примеры
- •3.3.7 Теорема об изменении кинетической энергии точки
- •Пример 1.
- •Пример 2.
- •3.4 Несвободное и относительное движения точки
- •3.4.1 Несвободное движение точки
- •Пример 1.
- •3.4.2 Относительное движение точки
- •3.5 Прямолинейные колебания точки
- •3.5.1 Свободные колебания без учета сил сопротивления
- •3.5.2 Свободные колебания при вязком сопротивлении
- •3.5.3 Вынужденные колебания. Резонанс
- •3.5.4 Вынужденные колебания при вязком сопротивлении
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ГЛОССАРИЙ
а составляющие скорости вдоль координатных осей
vx = v0 cosα, vy = v0 sinα, vz = 0.
Подчиняя этим условиям полученные выше компоненты скоростей, получим
C1 = v0 cosα, C2 = v0 sinα, C3 = 0.
Подставляя эти значения в выражения для скоростей и заменяя vx = dxdt и т.д., получим уравнения
dx = v cosα, |
dy |
= v sinα − gt, dz |
= 0. |
||
dt |
0 |
dt |
0 |
dt |
|
|
|
|
|||
Интегрируя эти уравнения, получим |
|
|
|||
x = v t cosα +C |
, |
y = v t sinα − |
gt |
2 |
+C , z =C . |
||||
|
|
|
|||||||
0 |
4 |
|
0 |
|
2 |
|
|
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Подстановка |
начальных |
данных дает |
С1 |
= С 2 |
= С 3 = 0, и |
||||
окончательно уравнения движения точки М принимают вид |
|
||||||||
|
x = v t cosα, |
y = v t sinα − |
gt |
2 |
z = 0. |
|
|||
|
|
|
, |
|
|||||
|
0 |
|
0 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вчастности, из последнего уравнения следует, что движение точки
Мпроисходит в плоскости XOY.
3.3 Общие теоремы динамики точки
Общие теоремы устанавливают наглядные зависимости между динамическими характеристиками движения тел. Кроме того, с помощью таких теорем осуществляются общие для многих задач операции интегрирования, что упрощает процесс их решения.
3.3.1 Количество движения точки. Импульс силы
Количеством движения материальной точки называется
векторная величина, равная произведению массы точки на ее скорость
mv .
Размерность этой величины кг·м/с, а направлен вектор количества движения так же, как и скорость, т.е. по касательной к траектории движения точки. Это следует из того, в частности, что умножение вектора на скаляр может изменить только длину вектора, но не меняет его направления.
106