Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Теоретическая механика(презентация).pdf
Скачиваний:
168
Добавлен:
09.06.2015
Размер:
2.6 Mб
Скачать

ДИНАМИКА

Если на материальную точку не действуют силы, то она сохраняет состояние покоя или равномерного и прямолинейного движения

Произведение массы точки на ускорение, которое точка приобретает под действием приложенной к ней силы, равно по величине этой силе, а направление ускорения совпадает с направлением силы

Силы взаимодействия двух материальных точек равны по величине и противоположны по направлению

Дифференциальные уравнения движения материальной точки в

проекциях на оси прямоугольной декартовой системы координат

 

 

 

 

 

 

d 2

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

F

 

 

 

 

 

 

 

dt 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

d 2 x

F

 

m

d 2 y

FY

m

d 2 z

FZ

X

dt 2

dt 2

dt 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Дифференциальные уравнения движения материальной точки в

проекциях на оси подвижной естественной системы координат

ma F

a

dv

dt

 

 

 

man Fn

an

v2

 

 

 

 

m dvdt F

m v2 Fn

Определение сил по заданному движению материальной точки

Материальная точка массой m=100кг движется в

плоскости Оху согласно уравнениям х = at2, у = bt, где a=10

и b=100 - постоянные. Определить модуль равнодействующей сил, приложенных к точке.

Решение. Точка движется в горизонтальной плоскости Оху, поэтому достаточно двух осей координат. Проекции

ускорения на оси заданы-на ось х = 10t2, на ось у = 100t.

На основании дифференциального уравнения движения точки вдоль осей х и у модуль равнодействующей сил, действующих на материальную точку:

 

 

 

 

d 2 x

 

 

Fx

mx

100 (20) 2000Н

Fx

m

 

 

 

mx m 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

y

m

d 2 y

my 0

F

 

F 2

F 2

2000Н

 

 

 

 

dt 2

 

 

 

 

x

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Автомобиль массы т = 1500 кг движется по

выпуклому участку дороги со скоростью V = 10 м/с. Радиус кривизны в верхней точке дороги = 60 м.

Определить силу давления автомобиля на дорогу в

момент прохождения этого участка дороги.

Примем автомобиль за материальную точку и воспользуемся основным уравнением динамики для точки, движение которой задано в естественном виде

mg – сила тяжести автомобиля, N нормальная реакция участка дороги, соответственно.

При проектировании системы сил на ось Мn получим

man=mg – N

а

 

 

V

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

2

 

 

 

 

 

 

 

10

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9,8

 

 

 

12215H

 

 

 

 

 

 

 

 

N mg man m g

 

 

1500

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторая задача динамики материальной точки

Автомобиль массой т из состояния покоя начинает преодолевать

к горизонту. Найти закон изменения

скорости автомобиля от величины пройденного пути, если сила тяги двигателя F является постоянной величиной. Другими видами

сопротивления пренебречь.

Решение. Примем автомобиль массой т за материальную точку М . Начало координат поместим в начальное положение материальной точки. Ось Х направим вдоль наклонной плоскости в сторону движения точки, а ось Y – перпендикулярно плоскости.

Приложим к точке силу тяжести , нормальную реакцию плоскости и силу тяги . Составляем уравнения движения точки

mx F mg sin my N mg cos

Поскольку движение точки происходит только вдоль оси Х,то

и из второго уравнения следует, что

N mg cos

Итак, уравнение. движения точки имеет вид:

 

dV dx

V

dV

 

 

 

 

 

 

dt dx

dx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dV

 

dV 2

 

 

 

 

 

 

m x

 

 

 

 

 

F mg sin

 

 

 

dt

2dx

 

 

 

V 2

2 F mg sin x

 

 

 

V

2 F mg sin x

 

 

y 0

dV 2 2dx

Материальная система силы и центр массс

Материальной системой или системойой материальных точек называется такаякая ихих совокупность, в которой движение каждойаждой точки зависит от положения и движенияения всехвсех остальных точек.

Внешними называются силы взаимодействиядействия точек данной системы с точками другихугих систем.

Внутренними называются силы взаимодействия между точками даннойной системы.

Обозначение внешней силы – F e внутренней силы – F i

Главный вектор и главный момент внутренних сил системы равен нулю..