|
Задание 2. Найти ускорения точек A и B кри- |
|||
вошипно-ползущего |
механизма (рис. 56), если |
|||
ω |
= 10 с−1 ; ε |
0 |
= 2 с−2 |
; OA = 20 см; AB = 100 см; |
0 |
|
|
|
|
α = β = 45° .
Рис. 56
Тема 10. Сложное движение точки
Цель занятия: рассмотреть применение теоремы о сложении скоро- стей и теоремы Кориолиса к определению скорости и ускорения точки в сложном движении.
Сложное движение точки
Движение точки, участвующей одновременно в двух или более дви- жениях, называется сложным или абсолютным.
Движение точки относительно подвижной системы отсчета называ- ется относительным.
Движение подвижной системы координат относительно неподвиж- ной называется переносным движением.
Скорость точки в сложном движении равна
Vабс = Vпер + Vотн ,
где Vпер − скорость точки в переносном движении; Vотн − скорость точки
в относительном движении.
Ускорение точки в сложном движении равно геометрической сумме ее ускорений в переносном, относительном движении и ускорения Корио- лиса (теорема Кориолиса):
|
aабс = aпер + aотн + aкор . |
|
|
Кориолисово ускорение |
|
|
|
|
|
aкор |
= 2ω×Vотн . |
|
Модуль |
кориолисова уско- |
|
рения равен |
|
|
|
|
Рис. 57 |
aкор = 2ω×Vотн sin(ω×Vотн) . |
|
|
192 |
|
Для нахождения направления aкор применяем правило Н.Е. Жуков-
ского: чтобы получить направление aкор , следует повернуть проекцию
вектора Vотн в плоскость, перпендикулярную к ω, в сторону вращения, на
90º.
Пример 1. Определить абсолютную скорость и аб- солютное ускорение точки М, движущейся по дуге тела D, вращающегося вокруг подвижной оси, в момент времени t1 = 1 c. Точка М на рис. 58 изображена в направлении по- ложительного отсчета расстояния ОМ.
Дано: ϕ = 4t − t 2 |
|
πt |
− 20π см. |
рад. OM = S = 20πsin |
|
||
|
|
6 |
|
R = 30 см; t1 = 1 с.
Рис. 58
Найти: Vабс, аабс.
Решение. Движение точки М относительно оси О1О2 – абсолютное, вращение тела D относительно оси О1О2 – переносное, движение точки М от- носительно тела D – относительное.
Определяем положение точки М в момент
времени t1 = 1 c: |
|
||
ОМ |
1 |
= −10π см; α = OM = − π . |
|
|
R |
3 |
|
|
|
||
Радиус траектории точки в переносном движении h = R cos 60° = 15 см.
Угловая скорость и угловое ускорение пе- реносного движения
ω = dϕ = 4 − 2t ;
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 59 |
|
|
ε = −2 рад/с2; |
|
при t |
|
= 1 с |
|
ω = 2 рад/с2. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Абсолютная скорость (рис. 59) V |
абс = Vпер + Vотн ; |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dS |
|
π2 |
πt |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
V |
|
= |
|
|
|
= 20 |
|
cos |
|
|
, при t = 1 с |
V = 28,5 см/с. |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
отн |
|
|
|
dt |
|
|
6 |
|
6 |
|
|
|
1 |
|
|
|
отн |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
отн СМ1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
пер = wh = 2 ×15 = 30 см/с, |
|
|
пер h . |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
V |
V |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, V |
|
= V |
2 |
|
+ V 2 |
|
= 41, 4 см/с. |
|||||||||||
Т.к V |
|
V |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
пер |
|
|
отн |
|
абс |
|
|
пер |
|
отн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
193 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||