Теоретическая механика. Кинематика. Мареева Н.Л. - 10 стр.

UptoLike

Составители: 

,
22
yx
VVV +=
где V
x
проекция скорости точки М на ось х;
V
y
проекция скорости точки М на ось у, тоже
ttt
dt
dx
V
x
6
cos
2
3
6
cos
6
9
6
sin93
,
1
π
π
πππ
==
==
ttt
dt
dy
V
y
6
sin
2
3
6
sin
6
95
6
cos9
,
π
π
πππ
==
+==
Проекция скорости точки М на оси в указанные моменты
времени будут:
cсмVVtпри
VVtпри
yx
yx
/
4
33
6
4
sin
2
3
;
4
3
6
4
cos
2
3
4
;00sin
2
3
;
2
3
0cos
2
3
0
22
11
2
1
π
×
=ππ=π=ππ==
=π=π=π==
Определим модули скорости точки М в заданные моменты времени:
π
2
3
2
1
2
11
=+=
yx
VVV
;
ссмVVV
yx
/
2
3
4
33
4
3
2
2
22
2
22
πππ
=
×
+
=+=
3.
Определим ускорение точки:
,
22
yx
aaa +=
где а
х
проекция ускорения точки М на ось х;
а
у
проекция ускорения точки М на ось у.
tt
dt
dV
dt
yd
a
tt
dt
dV
dt
xd
a
y
y
x
x
6
cos
4
1
6
sin
2
3
;
6
sin
4
1
6
cos
2
3
2
2
2
2
2
2
π
π=
π
π===
π
π=
π
π===
Найдём проекции ускорения точки в заданные моменты вре-
мени:
2222
2222
2
22
2
1
/
8
1
12,0
6
4
cos
4
1
/
8
3
22,0
6
4
sin
4
1
4
/
4
1
0cos
4
1
00sin
4
1
0
2
2
1
1
ссмa
cсмactпри
ссмa
atпри
y
x
y
x
ππππ
ππππ
ππ
π
===
====
==
===
Определим модули ускорения точки М в указанные моменты
времени:
2222
1
/
4
1
11
ссмaaa
yx
π
=+=
222
2
2
2
22
2
/
4
1
13
8
1
8
1
8
3
22
cсмaaa
yx
ππππ
=+=
+
=+=
4.
Касательное ускорение находим путём дифференцирова-
ния модуля скорости:
0
2
3
8
1
4
33
8
3
4
3
4
0
2
3
4
1
00
2
3
0
2
22
22
2
22
2
1
11
22
2222
1111
=
π
ππ+π×π
=
×+×
==
=
π
π×+×
π
=
×+×
==
×+×
=
+
×+×
=
=
τ
τ
τ
V
аVаV
actпри
V
аVаV
atпри
V
аVaV
VV
VVVV
dt
dV
dt
dV
a
yyxx
yyxx
yyxx
yx
y
y
xx
                                       2              2                    Найдём проекции ускорения точки в заданные моменты вре-
                              V = Vx + V y ,
                                                                        мени:
   где Vx – проекция скорости точки М на ось х;                                                         1
                                                                            при t1 = 0            a x1 = π 2 sin 0 = 0
       Vy – проекция скорости точки М на ось у, тоже                                                    4
                                       ,
            dx ⎛            π ⎞       π   π     3     π                                                 1            1
        Vx = = ⎜ − 3 − 9 sin t ⎟ = − 9 cos t = − π cos t                                          a y1 = π 2 cos 0 = π 2 см / с
            dt1 ⎝           6 ⎠       6   6     2     6                                                 4            4
       dy ⎛        π      ⎞    π
                                  ,
                                   π 3       π                                                          1        4              3
   Vy = = ⎜ − 9 cos t + 5 ⎟ = 9 sin t = π sin t                             при t 2 = 4c          a x2 = π 2 sin π = 0,22π 2 = π 2 см / c 2
       dt ⎝        6      ⎠    6   6 2       6                                                          4        6             8
                                                                                                        1         4               1
                                                                                                  a y2 = π 2 cos π = − 0,12π 2 = − π 2 см / с 2
    Проекция скорости точки М на оси в указанные моменты                                                4         6               8
времени будут:
                     3          3         3                                 Определим модули ускорения точки М в указанные моменты
   при t1 = 0 Vx1 = − π cos0 = − π; Vy1 = π sin 0 = 0;                  времени:
                     2          2         2
                                                                                                                      1
                     3     4    3        3     4
   при t2 = 4 Vx2 = − π cos π = π; Vy2 = π sin π =
                                                       3× 3
                                                            π см / c
                                                                                                  a1 = a x21 + a y21 = π 2                     см / с 2
                     2     6    4        2     6         4                                                            4
                                                                                                                        2
 Определим модули скорости точки М в заданные моменты времени:                             ⎛ 3 ⎞ ⎛ 1 2 ⎞2 1 2       1
                                         3                                   a2 = a + a = ⎜⎜ π ⎟⎟ + ⎜ π ⎟ = π 3 +1 = π 2
                                                                                     2
                                                                                     x2
                                                                                            2
                                                                                            y2                                                                    см/ c2
                             V1 = V + V = π ;                                              ⎝ 8 ⎠ ⎝8 ⎠ 8             4
                                       2          2
                                      1x         1y
                                         2
                                                                            4. Касательное ускорение находим путём дифференцирова-
                                                          2
                                  ⎛3 ⎞
                                           2
                                                 ⎛ 3× 3 ⎞ 3             ния модуля скорости:
                V2 = Vx22 +Vy22 = ⎜ π ⎟        +⎜⎜     π ⎟⎟ = π см/ с                                                       aτ =
                                                                                                                                   dV
                                  ⎝4 ⎠           ⎝ 4      ⎠ 2                                                                      dt

   3. Определим ускорение точки:                                                                                •                  •
                                                                                               dV 2Vx × Vx + 2V y × V y Vx × a x + V y × а y
                                                                                                  =                    =
                                                                                               dt                                V
                               a = ax2 + a y2 ,                                                       2 V 2 +V 2    x        y

                                                                                                                                        ⎛ 3 ⎞            1 2
   где ах – проекция ускорения точки М на ось х;                                                          Vx1 × а x1 +V y1 × а y1       ⎜ − π⎟ × 0 + 0 × π
                                                                                                                                           2 ⎠           4
                                                                                  при t1 = 0      a1τ =                               =⎝                     =0
   ау – проекция ускорения точки М на ось у.                                                                            V1                      3
                                                                                                                                                  π
                                            ′                                                                                                   2
                   d 2 x dV ⎛ 3        π ⎞ 1         π
              a x = 2 = x = ⎜ − π cos t ⎟ = π 2 sin t ;                                                                              3      3 2 3 3 ⎛ 1 2⎞
                   dt     dt ⎝ 2       6 ⎠ 4         6                                                                                 π×    π +        π⎜ − π ⎟
                                                                                                  Vx2 × а x2 + V y2 × а y2           4     8        4 ⎝ 8 ⎠
                                                                             при t 2 = 4c a2τ =                                    =                             =0
                                          ′                                                                   V2                                 3
                   d 2 y dV y ⎛ 3     π ⎞ 1        π                                                                                               π
              ay = 2 =       = ⎜ π sin t ⎟ = π2 cos t                                                                                            2
                   dt     dt ⎝ 2      6 ⎠ 4        6