Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

M04235_1

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
11.74 Mб
Скачать

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

Таблиця 3.3

vA,

,

,

h0,

С,

Визначити

вар.

м/с

с

град

см

Н/см

додатково

1

15

1.0

35

2

12

2.0

30

3

0

1.5

30

50

3

vD

4

6

0.9

50

vD

5

0

60

40

4

vD

6

2

0.5

30

6

h

7

0

2

15

20

4

vD

8

15

0.3

30

H

9

6

0.1

45

30

2

vD

10

15

0.3

30

5

vD, h

11

6

1.0

30

4

vD, h

12

1

0.1

15

vD

13

0

1.0

30

S

14

4

0.3

10

2

h

15

20

2.0

75

2

h

16

10

0.3

60

vD

17

2

0.2

75

40

4

vD

18

7

0.5

15

4

vD, h

19

6

0.5

75

20

15

0.5

15

10

vD, h

21

15

1.0

25

4

h

22

6

0.5

30

23

4

0.6

30

24

14

3.0

10

3

h

25

4

0.3

75

26

11

0.2

15

vD

27

10

0.2

60

tDE

28

0

0.2

75

vD

29

4

0.4

30

2

vD, h

30

0

1.5

30

30

1

vD

 

 

 

 

 

 

141

2 ДИНАМІКА

Рисунок 3.3

142

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

2h0

Продовження рисунка 3.3

143

2 ДИНАМІКА

h

C

VA

Продовження рисунка 3.3

144

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

2R

Продовження рисунка 3.3

145

2 ДИНАМІКА

146

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

3.9 Приклад виконання завдання Д.2

В умовах завдання Д.2

визначити vB, vС, vD, NС, h, якщо дано (рис. 3.4).:

m=0.5 кг;

– f=0.1;

vA=0.8 м/с;

– h0=0;

R=0.2 м;

=0.1 с

c=10 Н/см=1000 Н/м;

(час руху кульки на ділянці ВD).

Розв’язання

Для визначення швидко-

стей vC і vB користуємося теоремою про зміну кінетичної енергії матеріальної точки на ділянках АС і АВ.

На цих ділянках точка ру-

хається під дією сили ваги G (силою тертя на криволінійних ділянках траєкторії руху нехтуємо).

 

 

 

 

 

 

y

 

vA

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2R

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

an

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

vC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vB Fтр

v

 

 

пр

E

 

 

 

 

 

 

 

D

тр

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

G

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.4

На ділянці АС:

 

m C2

mvA2 Ak G H1 mg 4R ;

 

 

 

2

2

 

v2

v2 8gR ;vBC=4.04 м/с.

 

C

 

A

 

На ділянці АВ:

mvB2

mvA2 Ak G H2 mg6R ;

 

 

2

 

2

vB2 v 2A 12gR ; vB 4.92 м/с.

Для визначення тиску рухомої кульки на стінку трубки в положенні С записуємо диференціальне рівняння руху кульки на заданій кривій в проекції на внутрішню нормаль Cn, тобто

man Fkn ;

mv2

C Fkn NC ,

 

2R

147

2 ДИНАМІКА

 

NC

mv2

22.68 H.

звідcи

C

 

 

2R

 

Щоб визначити швидкість кульки в положенні D, користуємося теоремою про зміну кількості руху матеріальної точки на ділянці ВD (рис. 3.4)

 

 

 

 

 

mvDx mvBx Skx ,

де Skx

– сума проекцій імпульсів сил

 

;

G

 

 

,

 

тр

 

 

N

F

– відповідно нормальна реакція і сила тертя ковзання,

які діють на рухому точку, на вісь абсцис.

Через те, що vDx vD і vBx vB ,

 

 

Fтр fN fG fmg ; Skx Fтр fmg ,

то

mvD mvB fmg .

Звідси vD vB fg 4.82 м/с.

Для визначення максимального стиску пружини користуємося на ділянці теоремою про зміну кінетичної енергії матеріальної точки

 

mvE2 mvD2

Ak ch2

Fтр h .

 

 

2

2

 

2

 

 

 

 

Враховуючи, що vE=0, отримуємо

 

 

 

 

 

ch2

fmgh mvD2

0

або

h2

2 fmg

h mvD2

0 .

2

c

2

 

 

 

 

c

 

Розв’язуючи це квадратне рівняння при заданих числових значеннях величин, знаходимо

h=0.011 м.

Отримані результати наведені в таблиці 3.4.

Таблиця 3.4

vB

vC

vD

NC

h

4.92

м/с

 

Н

м

4.04

4.82

23.68

0.011

148

ТЕОРЕТИЧНА МЕХАНІКА

3.10Завдання Д.3. Застосування теореми про зміну моменту кількості руху механічної системи для визначення кутової швидкості твердого тіла

Тіло Н масою m1 (рис. 3.5) обертається навколо вертикальної осі Oz з постійною кутовою швидкістю 0. Точка K масою m2 розпочинає відносний рух з точки А до В за законом S=f(t).

Знайти кутову швидкість тіла Н для t= , нехтуючи опором обертання тіла Н.

Точку K приймають як самохідний візок, відносний рух якого проходить під дією внутрішніх сил, а h – відстань між осями Oz і Cz1. Тіло Н є:

прямим круговим конусом (варіанти 1, 6, 11, 16, 21, 26);

кубом (варіанти 2, 7, 12, 17, 22, 27);

кулею (варіанти 3, 8, 13, 18, 23, 28);

однорідним диском (варіанти 4, 9, 14, 19, 24, 29);

квадратною пластиною (варіанти 5, 10, 15, 20, 25, 30).

Необхідні для розв’язку задач дані наведені в таблиці 3.5.

Таблиця 3.5

m1

 

m2

0

 

 

R

a

h

 

S=f(t)

 

 

 

 

вар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

с–1

с

град

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

1

10

 

2

2

1

30

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3 2t

 

 

1

 

2

50

 

2

4

1

10

 

0.25t3

 

 

 

 

3

15

 

1

1

2

1

R

 

0.25t2

 

 

 

 

4

9

 

3

–2

1

2

 

2 3t2

 

 

 

 

5

8

 

2

–4

2

2

0.1

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3t

 

 

 

 

6

10

 

2

1

1

30

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3 3t

 

 

1

 

7

4

 

1

–2

2

3

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3 t

 

1

 

 

 

9

12

 

3

2

2

4

R/2

 

0.6t2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a/4

 

2 / 4 t2

 

10

8

 

2

–1

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

149

2 ДИНАМІКА

Продовження таблиці 3.5

m1

 

m2

0

 

 

R

a

 

h

 

 

 

S=f(t)

 

 

 

 

вар.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

с

–1

с

град

 

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

11

6

 

1

1

1

2

 

 

 

2 6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

12

14

 

3

4

1

2

 

2

 

2

 

0.2 t

3

1

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

13

15

 

2

5

2

2

 

R/2

 

 

0.5t2

 

 

 

 

14

7

 

3

–2

2

2

 

R/2

 

 

0.25 t2

 

 

 

 

15

8

 

2

2

2

2

 

 

 

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.25 t

 

 

 

 

16

20

 

3

–3

1

2

 

R/2

 

 

0.8t2

 

 

 

 

17

8

 

2

–4

2

2

 

2

 

4

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

4 2t

 

 

 

1

 

 

 

18

25

 

5

4

2

2

 

R/2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.3 t

 

 

1

 

 

 

19

10

 

2

3

2

2

 

R

 

 

 

0.6t2

 

 

 

 

20

12

 

1

2

2

2

 

a/4

 

 

0.1 2t2 1

 

21

10

 

2

2

1

2

 

 

 

R 3 2t 2 t

22

8

 

1

–1

3

2

 

a/2

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.4 t

 

 

1

 

 

 

23

25

 

2

–3

1

2

 

R/2

 

 

0.5t2

 

 

 

 

24

14

 

2

3

2

2

 

R/2

 

 

0.4 2t3 t2

25

12

 

1

4

2

2

 

a/2

 

 

0.3t3

 

 

 

 

26

12

 

2

2

2

2

 

 

 

 

3.4t

 

 

 

 

27

24

 

2

–1

2

2

 

a/2

 

 

0.8t3

 

 

 

 

28

25

 

3

–2

1

2

 

R/2

 

 

0.4t2

 

 

 

 

29

5

 

2

2

2

4

 

R

 

 

 

2 3 3t2 1

 

30

12

 

2

3

2

2

 

2

 

2

 

1 9 3t

2

1

 

 

 

a

 

 

 

 

150

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]