Введение в аналитическую динамику. Кирсанов А.А. - 18 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

18
Ãëàâà ïåðâàÿ
Ðàññìîòðèì çàäà÷ó íà ñîñòàâëåíèå íåñêîëüêèõ óðàâíåíèé ñâÿçè.
Çàäà÷à 3.
Òî÷êà Ì1, ê êîòîðîé ïðèñîåäèíåíà ñ ïîìîùüþ æåñòêîãî ñòåðæíÿ
äëèíû
l
òî÷êà Ì2, äâèæåòñÿ ïî äóãå îêðóæíîñòè ðàäèóñà R , ðàñïîëî-
æåííîé â âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè. Ñîñòàâèòü óðàâíåíèÿ ñâÿçåé.
Çàïèøåì óñëîâèå çàäà÷è êðàòêî.
Ðåøåíèå çàäà÷è.
Ñâÿæåì ÈÑÎ ñ ëàáîðàòî-
ðèåé, ñîâìåñòèâ íà÷àëî ñèñòåìû
êîîðäèíàò ñ öåíòðîì îêðóæíîñ-
òè. Ñäåëàåì ÷åðò¸æ.
Òî÷êà Ì1 äâèæåòñÿ â ïëîñ-
êîñòè xOy , à ó òî÷êè Ì2 ìîãóò
ìåíÿòüñÿ âñå òðè å¸ êîîðäèíàòû
222
,,
zyx , òàê êàê ïî óñëîâèþ çàäà÷è
òîëüêî òî÷êà Ì1 äâèæåòñÿ ïî äóãå îê-
ðóæíîñòè, ðàñïîëîæåííîé â âåðòèêàëü-
íîé ïëîñêîñòè.
Ñîñòàâèì óðàâíåíèÿ ñâÿçåé: òàê
êàê äâèæåíèå òî÷êè Ì1 ïðîèñõîäèò ïî
îêðóæíîñòè â ïëîñêîñòè xOy , ìû ìî-
æåì ñðàçó íàïèñàòü:
0
1
=z ,
0
22
1
2
1
=+ Ryx .
Òðåòüå óðàâíåíèå ñâÿçè íàìè ïîëó÷åíî â çàäà÷å 1 (à).
()()
0
2
2
2
2
12
2
12
=++
lzyyxx
.
Ñèñòåìà èìååò òðè ãîëîíîìíûå ñâÿçè òèïà (1.3.6).
Íàéòè
()
tzyxzyxf ,,,,,,
222111
Äàíî Ì1(
111
,,
zyx ),
Ì2(
222
,,
zyx ),
l (æåñòêèé ñòåðæåíü),
R
O
y
x
z
M
1
M
2
R
Ðèñ. 3.
18                                                                      Ãëàâà ïåðâàÿ
     Ðàññìîòðèì çàäà÷ó íà ñîñòàâëåíèå íåñêîëüêèõ óðàâíåíèé ñâÿçè.

     Çàäà÷à 3.

     Òî÷êà Ì1, ê êîòîðîé ïðèñîåäèíåíà ñ ïîìîùüþ æåñòêîãî ñòåðæíÿ
äëèíû l òî÷êà Ì2, äâèæåòñÿ ïî äóãå îêðóæíîñòè ðàäèóñà R , ðàñïîëî-
æåííîé â âåðòèêàëüíîé ïëîñêîñòè. Ñîñòàâèòü óðàâíåíèÿ ñâÿçåé.

     Çàïèøåì óñëîâèå çàäà÷è êðàòêî.
                                                           Ðåøåíèå çàäà÷è.
Íàéòè              f (x1, y1, z1, x2 , y2 , z2 , t )
                                                            Ñâÿæåì ÈÑÎ ñ ëàáîðàòî-
Äàíî              Ì1( x1, y1, z1 ),                    ðèåé, ñîâìåñòèâ íà÷àëî ñèñòåìû
                                                       êîîðäèíàò ñ öåíòðîì îêðóæíîñ-
                  Ì2( x2 , y2 , z2 ),                  òè. Ñäåëàåì ÷åðò¸æ.
                  l (æåñòêèé ñòåðæåíü),                     Òî÷êà Ì1 äâèæåòñÿ â ïëîñ-

                  R                                    êîñòè xOy , à ó òî÷êè Ì2 ìîãóò
                                                       ìåíÿòüñÿ âñå òðè å¸ êîîðäèíàòû
x2 , y2 , z2 , òàê êàê ïî óñëîâèþ çàäà÷è
                                                                    y             M2
òîëüêî òî÷êà Ì1 äâèæåòñÿ ïî äóãå îê-                                    M1
ðóæíîñòè, ðàñïîëîæåííîé â âåðòèêàëü-
íîé ïëîñêîñòè.                                                           R
      Ñîñòàâèì óðàâíåíèÿ ñâÿçåé: òàê
êàê äâèæåíèå òî÷êè Ì1 ïðîèñõîäèò ïî                                     O          x

îêðóæíîñòè â ïëîñêîñòè              xOy , ìû ìî-
æåì ñðàçó íàïèñàòü:                                            z

       z1 = 0 ,                                                         Ðèñ. 3.
       x + y − R = 0.
        2
        1
               2
               1
                         2

       Òðåòüå óðàâíåíèå ñâÿçè íàìè ïîëó÷åíî â çàäà÷å 1 (à).
       (x2 − x1 )2 + ( y 2 − y1 )2 + z 2 2 − l 2        = 0.

       Ñèñòåìà èìååò òðè ãîëîíîìíûå ñâÿçè òèïà (1.3.6).