- •Теоретическая механика
- •260601– Машины и аппараты пищевых производств
- •Содержание
- •1. Общие методические рекомендации по изучению курса
- •1.1. Цели и задачи курса
- •1.2 Рекомендуемая литература
- •1.3 Методические указания по изучению курса
- •1.4. Учебная программа
- •Статика твердого тела
- •Кинематика
- •Кинематика твердого тела
- •Динамика
- •Динамика точки.
- •Общие теоремы динамики
- •1.5. Контрольные задания Содержание заданий, выбор вариантов, порядок выполнения работ, пояснения к тесту задач
- •2 Статика твердого тела
- •2.1 Основные понятия
- •2.2 Связи и их реакции
- •2.3 Момент силы относительно точки
- •2.4. Векторный момент силы относительно центра
- •2.5 Момент силы относительно оси
- •2.6. Пара сил
- •2.7. Приведение системы сил к заданному центру
- •2.8 Равновесие твердого тела
- •2.9 Последовательность решения задач о равновесии
- •2.10 Контрольные задания
- •Задача с1
- •Задача с2
- •Задача с3
- •3 Кинематика
- •3.1 Кинематика точки
- •3.1.1 Способы задания движения
- •3.1.2 Скорость и ускорение точки
- •3.1.3 Частные случаи движения точки
- •3.1.4 Последовательность решения задач по кинематике точки
- •Задача к1
- •3.2 Поступательное и вращательное движения твердого тела
- •3.2.1 Поступательное движение твердого тела
- •3.2.2 Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси Угловая скорость и угловое ускорение
- •3.2.3 Траектории, скорости и ускорения точек вращающегося тела
- •3.2.4 Векторные формулы для скоростей и ускорений точек тела
- •3.3 Сложное движение точки
- •3.3.1 Теорема о сложении скоростей
- •3.3.2 Ускорение точки в сложном движении
- •Задача к2
- •3.4 Плоскопараллельное движение твердого тела
- •3.4.1 Уравнение плоскопараллельного движения
- •3.4.2 Графоаналитические методы определения скоростей точек плоской фигуры
- •Мгновенный центр скоростей (мцс)
- •3.4.3 Определение угловой скорости при плоском движении
- •3.4.4 Графоаналитические методы определения ускорений точек плоской фигуры
- •3.4.5 Определение углового ускорения при плоском движении
- •Задача кз
- •4. Динамика
- •4.1 Законы Ньютона – Галилея
- •4.2 Дифференциальные уравнения движения материальной точки. Первая и вторая задачи динамики.
- •Задача д1.
- •4.3 Механическая система. Основные понятия.
- •4.4 Кинетические характеристики движения механической системы.
- •1. Количество движения.
- •2. Главный момент количества движения или кинетический момент механической системы.
- •3.Кинетическая энергия.
- •4.5 Общие теоремы динамики точки и механической системы. Теорема о движении центра масс системы.
- •4.6 Теорема об изменении количества движения материальной точки и механической системы.
- •4.7 Теорема об изменении количества движения механической системы.
- •Закон сохранения количества движения
- •4.8 Теорема об изменении кинетического момента
- •4.9 Закон сохранения кинетического момента системы
- •Задача д2
- •4.10 Теорема об изменении кинетической энергии
- •4.11. Теорема об изменении кинетической энергии системы
- •Задача д3
- •4.12. Принцип Даламбера
- •4.13. Принцип Даламбера для механической системы.
- •Задача д4
- •4.14 Принцип возможных перемещений и общее уравнение динамики.
- •4.15 Принцип Даламбера – Лагранжа
- •Задача д5
- •Вопросы к экзамену
- •Часть 1. Статика твердого тела
- •Часть 2. Кинематика.
- •Часть 3. Динамика.
3.4 Плоскопараллельное движение твердого тела
Плоскопараллельным (или плоским) называется такое движение твердого тела, при котором все его точки перемещаются параллельно некоторой неподвижной плоскости (плоскости П, рис. 3.15).
Плоскопараллельное движение – основа кинематики плоских механизмов.
3.4.1 Уравнение плоскопараллельного движения
Р ассмотрим сечение S тела плоскостью Oxy, параллельной неподвижной плоскости П (рис. 3.15).
П
Рис. 3.15
П оложение же отрезка АВ определяется координатами хА, уА точки А и углом , который отрезок АВ образует с осью Ох. Точку А называют полюсом. В качестве полюса можно выбрать любую точку плоской фигуры. При движении тела величины хА, уА, будут изменяться. Выражения
xA = f1(t), yA = f2(t), = f3(t) (3.35)
в
Рис. 3.16
Зависимости (3.35), определяющие закон происходящего движения, называются уравнениями плоскопараллельного движения твердого тела. Плоское движение тела есть результат сложения двух его движений: поступательного и вращательного. Поступательная часть движения описывается первыми двумя уравнениями (3.35), т.е. уравнениями движения точки, выбранной в качестве полюса, а вращение вокруг полюса – третьим уравнением. Причем вращательная часть плоского движения инвариантна относительно выбора полюса, т.е. не зависит от выбора полюса, а поступательная часть – зависит.
Основными кинематическими характеристиками плоского движения являются скорость и ускорение поступательного движения, равные скорости и ускорения полюса а также угловая скорость и угловое ускорение вращения вокруг полюса, которые в любой момент времени можно определить по уравнениям (3.35).
Существуют три метода кинематического исследования плоского движения твердого тела.
1 Аналитический метод базируется на составлении и исследовании уравнений плоскопараллельного движения (3.35).
2 Графический метод или метод диаграмм основан на графическом дифференцировании.
3 Графоаналитические методы, которые широко используются при решении конкретных задач.
Ниже более подробно рассмотрим графоаналитические методы.
3.4.2 Графоаналитические методы определения скоростей точек плоской фигуры
Графоаналитический метод определения скоростей основан на теореме, определяющий закон распределения скоростей: при плоскопараллельном движении твердого тела скорость любой его точки равна векторной сумме скорости полюса и скорости во вращательном движении вокруг полюса (рис. 3.17).
(3.36)
где vA – скорость полюса, vBA = AB;
Рис. 3.17
П ри плоском движении тела движение любой его точки В относительно принятой системы отсчета можно рассмотреть как сложное движение с абсолютной скоростью Поступательную часть плоского движения можно рассмотреть как переносное движение со скоростью а вращательное движение вокруг полюса – как относительное движение со скоростью Тогда формула (3.36) приобретает вид
(3.36)
П
Рис. 3.18
или vAcos = vBcos (3.37)