Материал: УМК Коровкин-Кулик

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Принимая на рис. 61 направления

S

и

Sɺ

, запишем, используя ки-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нематическое условие передачи движения без проскальзывания:

 

 

Sɺ

 

 

 

2,5×r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vc

 

ω =

1

= 2,5Sɺ ;

w =

 

 

 

2

Sɺ

 

=5Sɺ ;

V

 

= 5

× R Sɺ

 

=1,5Sɺ ;

ω =

4

=10Sɺ .

2

1

3

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

C

 

 

 

 

3 1

 

 

1

 

4

 

 

1

 

R2

 

 

 

 

r3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подсчитаем кинетическую энергию системы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T =

1

m Sɺ 2

+

1

I

 

 

w2

+

1

I

 

w2 +

1

m V 2

+

1

I

 

w2 .

 

 

 

 

 

 

C

 

C

 

 

C

 

 

 

 

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3

 

 

 

4

 

C

4

 

 

 

4

4

 

 

 

2

 

 

 

2

 

2

 

 

 

2

 

3

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставляя величины и записанные зависимости, получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T =13,175Sɺ2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вычислим частные производные для уравнения Лагранжа II рода:

 

 

 

 

 

dT

= 0 ;

 

 

dT

 

= 2 ×13,175Sɺ

 

= 26,35Sɺ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dSɺ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пара сопротивления качению с Mc = fk m4g cos30° = 0,424 Нм нару-

шает условие идеальности связей, поэтому прикладываем ее к телу 4 вме-

сте со всеми активными силами P , P , P , P , Q .

1 2 3 4

Вычислим обобщенную силу

Q

по формуле

Q =

dAa

K , где

 

S

 

S

dS1

 

1

 

1

 

 

 

 

dAKa сумма работ активных сил на возможных перемещениях точек их приложения.

Обобщенной координате сообщаем приращение δS1 , поэтому все ко-

ординаты тел также получат приращения, зависящие от S1 , по аналогии

со скоростями:

 

 

 

 

 

 

δϕ2 = 2,5δS1 ; δϕ3 = 5δS1 ; δSC4

= 1,5δS1;

δϕ4 = 10δS1 .

Вычислим обобщенную силу, соответствующую координате S1 :

 

=

-m1gdS1 + m4 g sin 30° × dSC

4

+ QdSC

- MC × dj4

 

QS

 

4

 

,

dS1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подставим значения и зависимости:

 

 

 

 

Q =

(-2 ×9,8 + 5 ×9,8 × 0,5 ×1,5 + 20 ×1,5 - 0, 424 ×10)dS1

= 42,91 Н.

 

 

 

 

S

 

dS1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

Теперь подготовленные величины сводим в исходное выражение

уравнения Лагранжа II рода:

 

 

 

 

 

d

(26,35Sɺ ) = 42,91, отсюда

Sɺɺ=

42,91

=1,628 м/с2 .

 

 

 

 

dt

1

 

26,35

 

 

 

 

 

 

 

Ускорение тела 1:

a = Sɺɺ=1,628 м/с2 .

 

 

 

 

1

 

 

 

 

271

Методические указания к выполнению контрольных работ (очное отделение)

Рабочей программой по строительным специальностям предусмот- рено выполнение двух контрольных работ.

Псеместр. Контрольная работа на тему «Равновесие тел под действием произвольной плоской системы сил»

Целью проведения этой работы является выявление навыков и уме- ний расчетов равновесных конструкций.

Для выполнения контрольной работы студент должен овладеть уме- нием составлять расчетные схемы конструкции, записывать уравнения равновесия в виде проекций на оси и моментов относительно центра.

Ш семестр. Контрольная работа на тему«Применение принципа возможных перемещений»

Целью проведения этой контрольной работы является проверка на- выков и умений определения опорных реакций статических конструкций с помощью этого принципа.

Для выполнения контрольной работы студент должен овладеть: 1) уме- нием замены различных опорных устройств на необходимые в расчете со- ответствующие реакции; 2) построением возможных перемещений точек и тел в зависимости от наложенных связей; 3) вычислением работы силы на возможном перемещении точки ее приложения в зависимости от вида движения тела, на которое действует эта сила.

Задачи и методические указания к выполнению контрольных работ (заочное отделение)

По специальностям строительного профиля предусмотрено выпол- нение контрольных работ:

для специальности 1-70 02 01 – 3 контрольные работы; для специальностей 1-70 04 03, 1-70 04 02 – 2 контрольные работы; IV семестр контрольная работа № 1.

V семестр контрольные работы № 2 и № 3.

Содержание контрольных работ (спец. 1-70 02 01)

Контрольная работа № 1

Задача 1. Расчет фермы [*].

Задача 2. Определение опорных реакций составной конструкции [*].

272

Задача 3. Определение опорных реакций конструкции под действи- ем пространственной системы сил [*].

Задача 4. Определение кинематических характеристик при плоском движении твердого тела [*].

Задача 5. Сложное движение точки [*].

Контрольная работа № 2

Задача 1. Теорема о движении центра масс [**].

Задача 2. Теорема об изменении количества движения [**]. Задача 3. Теорема об изменении кинетического момента [**]. Задача 4. Теорема об изменении кинетической энергии [**].

Контрольная работа № 3

Задача 1. Принцип Даламбера [**].

Задача 2. Принцип возможных перемещений [***]. Задача 3. Общее уравнение динамики [**]. Задача 4. Уравнение Лагранжа II рода [**].

Содержание контрольных работ (спец. 1-70 04 02, 1-70 04 03)

Контрольная работа № 1

Задача 1. Определение опорных реакций составной конструкции [*]. Задача 2. Определение опорных реакций пространственной конст-

рукции [*].

Задача 3. Кинематика плоского движения твердого тела [*]. Задача 4. Сложное движение точки [*].

Контрольная работа № 2

Задача 1. Теорема об изменении количества движения [**]. Задача 2. Теорема об изменении кинетической энергии [**]. Задача 3. Принцип Даламбера [**].

Задача 4. Общее уравнение динамики [**].

______________

[*]Захаров, Н.М. Сборник задач по теоретической механике для контрольных

ирасчетно-графических работ. Статика, кинематика / Н.М. Захаров, Н.А. Кулик. – Но- вополоцк: ПГУ, 2006.

[**] – Теоретическая механика: метод. указания и контр. задания / под ред. С.М. Тарга. – М.: Высш. шк., 1989.

[***] – Захаров, Н.М. Теоретическая механика: расчетно-графические работы по применению принципа возможных перемещений / Н.М. Захаров, Н.А. Кулик, Л.С. Ту- рищев. – Минск: Технопринт, 2002.

273

Требования к оформлению контрольных работ для заочного отделения и РГР для дневного отделения

Студенты дневного отделения оформляют РГР на листах формата А4 в соответствии с ГОСТ 2.105-96 ЕСКД.

Вариант РГР выдается лично преподавателем.

Студенты заочного отделения оформляют контрольные работы в ученической тетради в клеточку, оставляя поля для замечаний.

Вариант выдается преподавателем в виде двузначной цифры, где № схемы задачи выбирается по последней цифре, а номер условия по предпоследней цифре.

Общие требования к оформлению работы

полностью переписать условие задачи, начертить схему и запи- сать данные своего варианта;

выполнить чертеж расчетной схемы по данным своего варианта;

произвести расчеты по определению искомых величин, сопрово- ждая их пояснениями;

полученные результаты показать на отдельном чертеже, указывая истинные направления искомых величин;

в конце работы представить список использованной литературы.

Система контроля выполнения РГР

Защита задания перед преподавателем высшая форма контроля ус- воения материала курса, охватываемого РГР. При защите задания осуще- ствляется не только контроль знаний, но и обучение студента, предвари- тельно подготовленного самостоятельной работой к усвоению материала. Защита РГР проводится во внеучебное время. Студент должен в отведен- ный промежуток времени решить задачу, соответствующую теме защи- щаемой задачи. Математические расчеты в предлагаемых на защите зада- чах максимально упрощены. Выполнив расчет, студент сдает решение на проверку и по ее результатам получает либо «зачтено», либо «не зачтено». При получении результата «не зачтено» студенту предстоит повторная за- щита этой задачи. Защита РГР-1 состоит в необходимости решения трех задач; защита РГР-2 состоит в необходимости решения одной задачи; за- щита РГР-3 состоит в необходимости решения одной задачи; защита РГР-4 состоит в необходимости решения одной задачи.

274

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ

 

 

Механическое движение

Изменение с течением времени взаимного по-

Mechanical motion; motion

ложения в пространстве материальных тел или

 

взаимного положения частей данного тела.

 

 

Механическое действие

Действие на данное материальное тело со сто-

Mechanical mutual action

роны других материальных тел, которое приво-

 

дит к изменению скоростей точек этого тела или

 

следствием которого является изменение взаим-

 

ного положения частей данного тела.

 

 

Механика

Наука о механическом движении и механиче-

Mechanics

ском взаимодействии материальных тел.

 

 

Сила

Векторная величина, являющаяся мерой ме-

Force

ханического действия одного материального те-

 

ла на другое.

 

 

Инертность

Свойство материального тела, проявляющееся

Inertia

в сохранении движения, совершаемого им при

 

отсутствии действующих сил, и в постепенном

 

изменении этого движения с течением времени,

 

когда на тело начинают действовать силы.

 

 

Масса

Одна из основных характеристик любого ма-

Mass

териального объекта, определяющая его инерт-

 

ные и гравитационные свойства.

 

 

Материальная точка

Точка, имеющая массу.

Particle

 

 

 

Механическая система

Любая совокупность материальных точек.

Система

 

System

 

 

 

Масса механической системы

Сумма масс материальных точек, образующих

Mass of system

систему.

 

 

Абсолютно твердое тело

Материальное тело, в котором расстояние

Твердое тело

между двумя любыми точками всегда остается

Rigid body

неизменным.

 

 

Свободное твердое тело

Твердое тело, на перемещения которого не

 

наложено никаких ограничений.

 

 

Несвободное твердое тело

Твердое тело, на перемещения которого на-

 

ложены ограничения.

 

 

275

Источник: https://studfile.net/preview/16531417/