Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпора на экзамен, коллок.DOC
Скачиваний:
63
Добавлен:
20.05.2014
Размер:
1.25 Mб
Скачать

Модуль а полного ускорения в соответствии с теоремой Пифагора, равен:

а = а = (а2 + аn2) = [(d/dt)2 + 4/R2].

Знание ускорения, с которым движется тело, необходимо для решения ос­новной задачи механики, т. е. для определения скорости и местоположения тела в любой момент времени. Для этого необходимо иметь уравнения, связывающие скорость и ускорение, а также радиус - вектор с ускорением тела.

Кинематические уравнения движения (уравнения для скорости и радиус-вектора).

Для движения точки с постоянным ускорением а = d/dt = const, ее скорость определится интегрированием соотношения d = аdt:

d = аdt  - о = аt  = о + аt

Аналогично, зная скорость = dr/dt, найдём радиус-вектор r, определяющий местоположение тела. Интегрируя соотношение dr = dt, получим:

dr = dt = (о + аt)dt  rrо = оt + аt2/2  r = rо + оt + аt2/2

Кроме ускорения а, решение основной задачи механики, т. е. определение скорости и местонахождения r точки, требует знания начального сос­тояния движения точки, т. е. значений скорости о и положения rо точки в начальный момент времени t = 0. Задача нахождения ускорения тела решается в следующем за кинематикой разделе механики - динамике.

На практике полученные векторные уравнения для скорости и радиус - век­тора используют обычно в скалярной форме, т. е. в виде проекций на оси координат:

х = ох + ахt; у = оу + ауt; z = оz + аzt х = хо + охt + ахt2/2; у = уо + оуt + ауt2/2; z = zо + оzt + аzt2/2;

Это известные из школьного курса физики формулы для скорости и координаты равнопеременного и прямолинейного движения. В прямолинейном одномерном движении можно записать следующие формулы для скорости и пути:

 = о + аt и S = оt + аt2/2, где путь S в однонаправленном движении равен модулю разности координат конечного и начального положений тела.

Для движения вдоль оси Х: Sх = х – хо, для движения вдоль оси у: Sу = у – уо.

r = iх + kу +jz, и = dr/dt = iх + jу + kz,

где х = dх/dt; у = dу/dt; z = dz/dt и  = (х2 + у2 + z2)

а = d/dt = d2r/dt2 = iах + jау + kаz;

ах = dх/dt = d2х/dt2; ау = dу/dt = d2у/dt2; аz = dz/dt = d2z/dt2; а = (ах2 + ау2 + аz2)

Плоское движение брошенного тела

Частным, но важным случаем движения является плоское, при котором траектория точки - не пространственная, а плоская кривая, т. е. задаёт­ся в двухмерной системе координат Х,. К таким движениям относят, на­пример, движение брошенного тела без учёта сопротивления воздуха и вет­ра. В этом случае полное ускорение тела равно g  9,8 м/с2 и направлено вертикально вниз. При этом (для оси , направленной вертикально вверх) имеем:

ах = 0; ау = - g: а = ау = g.

х = ох = о cos  = const; у = оу – gt = о sin  - gt;

 = (х2 + у2) = [ох2 + (оу – gt)2]

х = хо + охt; Sх = х - хо = охt;

у = уо + оуt - gt2/2; Sу = у - уо = оуt - gt2/2.

В верхней точке траектории у = 0 и оу = gt. При этом максимальная высота подъёма: Н = умакс = уо + gt2/2.

Радиус кривиз­ны траектории в некоторый момент времени определяется из соотношения аn = 2/R и ус­ловия а = g = [(d/dt)2 + 4/R2] или из соотношений, выражающих тригонометрическую функцию (tg, cos) одного и того же угла  из треугольника скоростей и треугольника ускорений.