Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Пример выполнения задания. Тело D, имеющее форму прямоугольной пластины, показанной на рис




Читайте также:
  1. C2 Покажите на трех примерах наличие многопартийной политической системы в современной России.
  2. C2 Раскройте на трех примерах научный вывод о том, что социальные условия влияют на характер и форму удовлетворения первичных (биологических, витальных) потребностей.
  3. I. Задания для самостоятельной работы
  4. I. Задания для самостоятельной работы
  5. II часть контрольного задания
  6. II. Объем и сроки выполнения задач в рамках проекта
  7. II. Организация выполнения курсовой работы
  8. II. Примеры проективных методик
  9. III. Для обеспечения проверки исходного уровня знаний-умений решите 2 задания.
  10. III. Для обеспечения проверки исходного уровня знаний-умений решите 2 задания.

 

4.3.1. Условие примера

Тело D, имеющее форму прямоугольной пластины, показанной на рис. 4.2, массой =20 кг вращается вокруг вертикальной оси z с угловой скоростью =2 с-1. При этом в точке M желоба AB тела D на расстоянии ÈAM= от точки A, отсчитываемом вдоль желоба, закреплена материальная точка K массой =8 кг. В момент времени на систему начинает действовать пара сил с моментом Нм. При t=t1=4 с действие пары сил прекращается; одновременно точка K начинает относительное движение по желобу согласно закону м.

Определить угловые скорости тела D соответственно в моменты времени и t=t2=5 с, если R=0,6 м, a=1,2 м; b=0,9 м

 

 

 

4.3.2. Решение примера

Запишем равенство, выражающее теорему об изменении кинетического момента механической системы относительно оси z

, (4.1)

где - кинетический момент механической системы, состоящей в данном случае из кинетического момента тела D и кинетического момента точки К, относительно оси z;

- главный момент внешних сил, приложенных к системе, относительно оси z.

Рассмотрим движение системы в отрезке времени [0;t1].

В произвольный момент времени на систему действуют внешние силы , , , , , , , (рис. 4.3), главный момент которых относительно оси z равен вращающему моменту , то есть

. (4.2)

 

 

Кинетический момент данной системы равен сумме

,

где - кинетические моменты тела D и точки K относительно оси z.

Тело D вращается относительно неподвижной оси, поэтому

.

Здесь - угловая скорость тела, а - его момент инерции относительно оси z.

Момент инерции тела относительно оси , параллельной оси z и проходящей через центр масс О тела, определяется по формуле (табл. 4.2)

.

По теореме Штейнера

.

Таким образом

.

Кинетический момент материальной точки K, закрепленной в точке М желоба

.

Скорость точки К

.

Очевидно, что .

Согласно условию задачи длина дуги окружности , тогда центральный угол . Следовательно, в равнобедренном треугольнике ОМО1 и .

Имеем

.

Окончательное выражение кинетического момента системы относительно оси z следующее

(4.3)

Подставляя выражения (4.2) и (4.3) в равенство (4.1), имеем



,

откуда

.

Разделяем в последнем уравнении переменные и интегрируем левую и правую части уравнения:

.

Тогда

с-1.

В момент времени t1 из выражения (4.3) имеем

Нмс.

Рассмотрим теперь движение системы в отрезке времени .

После прекращения действия момента на тело D, главный момент внешних сил относительно оси z (см. рис. 4.4).

Тогда равенство (4.1) примет вид

,

то есть .

Это означает, что кинетические моменты системы относительно оси в начале t1 и в конце t2 отрезка времени [t1; t2] равны

.

 

В момент времени t2 тело D вращается с угловой скоростью (см. рис. 4.4). При этом точка К, совершая сложное движение, оказывается в точке В желоба. Действительно, центральный угол

.

Кинетический момент системы относительно оси в конце t2 отрезка времени [t1; t2] также равен сумме кинетических моментов тела и точки :

.

Очевидно, что

По теореме о сложении скоростей:

,

где , , - абсолютная, относительная и переносная скорости точки.

Умножая обе части этого равенства на m2, получаем:

.

Следовательно, кинетический момент точки К в конце отрезка времени t2 равен сумме моментов векторов и относительно оси z



Относительная скорость точки К

.

При t=t2=5 c найдем величину относительной скорости точки К

м/с.

Переносная скорость точки К

.

Из прямоугольного треугольника О1ОВ по теореме Пифагора имеем:

.

Окончательно получаем

Тогда

Приравнивая и :

,

находим

с-1.

 

 


Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 12; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.03 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты