Теоретическая механика. - 91 стр.

UptoLike

Рубрика: 

91
=
e
kx
C
FxM
&&
или
0
=
C
xM
&&
,
= 0
e
k
x
F
, поскольку все действующие на систему внешние силы
вертикальны.
Проинтегрировав уравнение
0=
dt
dv
M
Cx
или
0=
Cx
Mdv
, найдем, что
1
CxMMv
CCx
==
&
, т.е. проекция скорости центра масс системы на эту ось
есть величина постоянная. Так как в начальный момент времени
0
=
cx
v
, то
С
1
= 0.
Интегрируя уравнение
0
=
C
xM
&
или
0=
dt
dx
M
C
,
0=
C
Mdx
, получим
constMx
C
=
,
т.е. центр масс системы вдоль оси
Ох
перемещаться не будет.
Из рисунка 34 видно, что в произвольный момент времени абсциссы
грузов равны соответственно
131
cos
ϕ
+
=
rxx
,
232
sin ϕ
=
Rxx
. Так как по
формуле, определяющей координату
х
С
центра масс системы,
332211
xmxmxmMx
C
++=
, то
()
()
() ()
.2
6
sin1
3
cos
sincos
2
2
2
13321
22113321
π
+
π
+++=
=
ϕ
ϕ
+
++=
tRmtrmxmmm
RmrmxmmmMx
C
В соответствии с равенством
constMx
C
=
координаты центра масс
х
С
всей системы в начальном и произвольном положениях будут равны.
Учитывая, что при
t
0
=0,
x
3
=0
3
sin
3
cos
21
0
π
+
π
= RmrmMx
C
, получим
()
(
) ()
.
3
sin
3
cos
2
6
sin1
3
cos
21
2
2
2
13321
π
+
π
=
=
π
+
π
+++
Rmrm
tRmtrmxmmm
                                               e или
                                   M&x&C = ∑ Fkx     M&x&C = 0 ,

∑ Fkxe = 0 ,    поскольку все действующие на систему внешние силы

вертикальны.
                                                   dvCx
      Проинтегрировав уравнение M                       = 0 или MdvCx = 0 , найдем, что
                                                    dt
MvCx = Mx&C = C1 , т.е. проекция скорости центра масс системы на эту ось
есть величина постоянная. Так как в начальный момент времени vcx = 0 , то

С1 = 0.
                                                            dxC
      Интегрируя уравнение Mx&C = 0 или M                       = 0 , MdxC = 0 , получим
                                                             dt
          MxC = const ,
т.е. центр масс системы вдоль оси Ох перемещаться не будет.
      Из рисунка 34 видно, что в произвольный момент времени абсциссы
грузов равны соответственно x1 = x3 + r cos ϕ1 , x2 = x3 − R sin ϕ2 . Так как по

формуле,        определяющей           координату          хС   центра           масс       системы,
MxC = m1 x1 + m2 x2 + m3 x3 , то
          MxC = (m1 + m2 + m3 )x3 + m1r cos ϕ1 − m2 R sin ϕ2 =
                                    ⎛π
                                    ⎝3
                                              (
                                              ⎞
                                              ⎠
                                                       )   ⎡π
                                                           ⎣6
                                                                     ⎤
       = (m1 + m2 + m3 )x3 + m1r cos⎜ t 2 + 1 ⎟ − m2 R sin ⎢ t 2 − 2 ⎥.
                                                                     ⎦
                                                                        (         )
      В соответствии с равенством MxC = const координаты центра масс хС

всей системы в начальном и произвольном положениях будут равны.
                                          π          π
Учитывая, что при t0=0, x3=0 MxC = m1r cos + m2 R sin , получим
                                0
                                          3          3

                 (m1 + m2 + m3 )x3 + m1r cos⎡⎢ π (t 2 + 1)⎤⎥ − m2 R sin ⎡⎢ π (t 2 − 2)⎤⎥ =
                                                  ⎣3        ⎦               ⎣6          ⎦
                          π          π
                 = m1r cos + m2 R sin .
                          3          3




                                                  91