Теоретическая механика. - 30 стр.

UptoLike

Рубрика: 

30
Ускорение точки тела, совершающего сферическое движение может
быть определено дифференцированием уравнения Эйлера (1.3), что
соответствует векторному способу задания движения точки
()
()
rrva
&
&
&
×ω+
×
ω== .
Здесь учтено, что
ω и
r
могут меняться при движении, так как все
кинематические характеристики движения в кинематике рассматриваются
как функции времени.
По определению
ε
=ω
&
и
v
r
=
&
. Следовательно
()()
vra ×ω
+
×ε= или
21
aaa
+
=
.
Поскольку в каждый момент времени тело при сферическом
движении совершает элементарный поворот вокруг мгновенной оси
вращения, то по аналогии с вращательным движением ускорение
ra
×
ε
=
1
называет вращательным, а
va
×
ω
=
2
осестремительным.
Численно, по модулю
11
sin hra
ε
=
α
ε
=
;
2
2
2
90sin hvva ω=ω=ω=
o
.
Вектор вращательного ускорения направлен в соответствии с
направлением вектора
ε , а вектор осестремительного ускоренияк
мгновенной оси вращения.
1.7 Общий случай движения свободного твердого тела
В самом общем случае движение твердого тела может считаться
свободным, если оно может перемещаться каким угодно образом по
отношению к неподвижной системе отсчета. Свободное тело имеет 6
степеней свободы: 3 поступательных и 3 вращения. Рассматривают такое
движение как
поступательное вместе с полюсом и вращательное вокруг
     Ускорение точки тела, совершающего сферическое движение может
быть определено дифференцированием уравнения Эйлера (1.3), что
соответствует векторному способу задания движения точки

     a = v& = (ω
               & × r ) + (ω × r& ) .

     Здесь учтено, что ω и r могут меняться при движении, так как все
кинематические характеристики движения в кинематике рассматриваются
как функции времени.

     По определению ω
                    & = ε и r& = v . Следовательно

     a = (ε × r ) + (ω × v ) или a = a1 + a2 .

     Поскольку в каждый момент времени тело при сферическом
движении совершает элементарный поворот вокруг мгновенной оси
вращения, то по аналогии с вращательным движением ускорение a1 = ε × r
называет вращательным, а a2 = ω × v – осестремительным.

     Численно, по модулю a1 = εr sin α = εh1 ; a2 = ωv sin 90o = ωv = ω2 h2 .

     Вектор вращательного ускорения направлен в соответствии с
направлением вектора          ε,       а   вектор осестремительного ускорения – к
мгновенной оси вращения.




     1.7 Общий случай движения свободного твердого тела
     В самом общем случае движение твердого тела может считаться
свободным, если оно может перемещаться каким угодно образом по
отношению к неподвижной системе отсчета. Свободное тело имеет 6
степеней свободы: 3 поступательных и 3 вращения. Рассматривают такое
движение как поступательное вместе с полюсом и вращательное вокруг




                                             30