Теоретическая механика. Кинематика. Мареева Н.Л. - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

2
2
3
cos1
3
sin
2
ty
t
x
π
π
=+
=
(
)
1
1
1
2
2
2
2
2
=
+
+
yx
Траекторией точки является эллипс, полуоси которого равны
2 см и 1 см, а центр имеет координаты 0 и 1 см.
Обозначим движущуюся точку – (·) М.
Найдём её координаты в указанные моменты времени:
=
=
Μ=
=
=
Μ=
;5,0
;73,1
1
;0
;0
0
2
2
22
1
1
11
смy
смx
сtПри
y
x
tПри
=
=
Μ=
.707,1
;414,1
5,1
3
3
33
смy
смx
ctПри
Выбираем масштаб расстояний, строим траекторию точки в
виде эллипса и по найденным значениям координат показываем
на ней положение точки в заданные моменты времени М
1
, М
2
, М
3
.
2. Определим скорость точки по её проекциям на координат-
ные оси:
2
'
2
2
'
2
3
sin
3
2
3
cos
3
cos
3
4
3
sin2
ttt
dt
dy
V
ttt
dt
dx
V
y
x
π
π
π
π
π
π
=
==
=
==
Проекции скорости точки в указанные моменты времени будут:
с
см
VV
с
см
VV
yy
xx
813,1;0
093,2;0
21
21
==
==
(
)
.22,2
3
707,05,114,32
44,4
3
707,05,114,34
3
3
с
см
V
с
см
V
y
x
=
×××
=
=
×
×
=
Определим модуль скорости точки в указанные моменты
времени:
с
см
VVV
с
см
VVV
V
yx
yx
96,422,244,4
77,2813,1093,2
0
2222
3
2222
2
1
33
22
=+=+=
=+=+=
=
Выбираем масштаб скоростей. Вектор скорости строим по
составляющим на координатные оси; при этом учитываем знаки
проекций V
х
, V
у
. Если вектор скорости точки получился направ-
ленным по касательной к траектории в данной точке, то вычисле-
ния сделаны верно.
3. Определим ускорение точки по его проекциям на оси:
2222
,
2
1
3
sin
9
8
3
cos
3
4
3
cos
3
4
ttttt
dt
dV
a
x
x
π
π
π
π
π
π
=
==
2222
,
2
3
cos
9
4
3
sin
3
2
3
sin
3
2
ttttt
dt
dV
a
y
y
π
π
π
π
π
π
=
==
Найдём проекции ускорения точки в заданные моменты времени:
2
3
2
33
22
2
2
1
49,5;9,165,1
004,4;5,51
0;187,414,3
3
4
0
22
11
с
см
a
с
см
actпри
с
см
a
с
см
actпри
a
с
см
atпри
yx
yx
yx
===
===
==×==
Определим модули ускорения точки М в заданные моменты
времени:
                  x      π                                                                     4 × 3,14 ×1,5(− 0,707 )
                    = sin t 2                                                            Vx 3 =                        = − 4,44 см
                                           x ( y +1)                                                                               с
                                                2        2
                  2      3                                                                                3
                                              +      =1                                          2 × 3,14 × 1,5 × 0,707
                                π          22   12                                       Vy3 = −                        = − 2,22 см .
                  y + 1 = cos         t2                                                                    3                      с
                                  3
    Траекторией точки является эллипс, полуоси которого равны                            Определим модуль скорости точки в указанные моменты
2 см и 1 см, а центр имеет координаты 0 и – 1 см.                                    времени:
    Обозначим движущуюся точку – (·) М.
    Найдём её координаты в указанные моменты времени:
                                                                                                   V1 = 0

                      ⎧ x1 = 0;                                   ⎧ x 2 =1,73см;                   V2 = Vx22 + Vy22 = 2,0932 +1,8132 = 2,77 см
                                                                                                                                                     с
    При t1 = 0 Μ 1    ⎨                    При t 2 =1с       Μ2   ⎨
                      ⎩ y1 = 0;                                   ⎩ y 2 = − 0,5см;                 V3 = Vx23 + Vy23 = 4,44 2 + 2,222 = 4,96 см
                                                                                                                                                 с
                                           ⎧ x3 =1,414 см;
             При t3 =1,5c Μ 3              ⎨                                             Выбираем масштаб скоростей. Вектор скорости строим по
                                           ⎩ y3 = − 1,707 см.                        составляющим на координатные оси; при этом учитываем знаки
                                                                                     проекций Vх, Vу. Если вектор скорости точки получился направ-
    Выбираем масштаб расстояний, строим траекторию точки в                           ленным по касательной к траектории в данной точке, то вычисле-
виде эллипса и по найденным значениям координат показываем                           ния сделаны верно.
на ней положение точки в заданные моменты времени М1, М2, М3.
                                                                                        3. Определим ускорение точки по его проекциям на оси:
   2. Определим скорость точки по её проекциям на координат-
                                                                                                                        ,
   ные оси:                                                                                   dV ⎛ 4        π ⎞ 4         π     8           π
                                                                                         a x = x = ⎜ π t cos t 2 ⎟ = π cos t 2 − π 2 t 2 sin t 2
                                                '                                             dt1 ⎝ 3       3 ⎠ 3         3     9           3
                    dx ⎛     π ⎞ 4          π
                Vx = = ⎜ 2sin t 2 ⎟ = πt cos t 2
                    dt ⎝     3 ⎠ 3          3                                                 dVy ⎛ 2         π 2⎞
                                                                                                                   ,
                                                                                                                      2     π     4           π
                                            '                                            ay =    = ⎜ − π t sin t ⎟ = − π sin t 2 − π 2 t 2 cos t 2
                     dy ⎛    π ⎞       2      π                                                dt ⎝ 3         3 ⎠     3     3     9           3
                V y = = ⎜ cos t 2 ⎟ = − πt sin t 2
                     dt ⎝    3 ⎠       3      3
                                                                                        Найдём проекции ускорения точки в заданные моменты времени:
   Проекции скорости точки в указанные моменты времени будут:                                                        4
                                                                                             при     t1 = 0    a x1 =  × 3,14 = 4 ,187 см 2 ; a y1 = 0
                     Vx1 = 0;         Vx 2 = 2,093 см                                                                3                     с
                                                     с
                     Vy1 = 0;         Vy 2 = − 1,813см
                                                                                            при    t 2 = 1c a x 2 = − 5,5 см 2 ; a y 2 = − 4 ,004 см 2
                                                         с                                                                    с                      с
                                                                                           при     t 3 = 1,5 c a x 3 = −16 ,9 см 2 ; a y 3 = 5, 49 см 2
                                                                                                                                с                    с
                                                                                         Определим модули ускорения точки М в заданные моменты
                                                                                     времени: