
- •Лекция 13 Основные понятия и аксиомы динамики. Понятие о трении
- •Содержание и задачи динамики
- •Аксиомы динамики
- •Понятие о трении. Виды трения
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Р ешение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Лекция 14 Тема 1.13. Движение материальной точки. Метод кинетостатики
- •Свободная и несвободная точки
- •Сила инерции
- •Принцип кинетостатики (принцип Даламбера)
- •Примеры решений задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Лекция 15 Работа и мощность
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Р ешение
- •Лекция 16 Работа и мощность. Коэффициент полезного действия.
- •Мощность
- •Коэффициент полезного действия
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Лекция 17 Общие теоремы динамики
- •Теорема об изменении количества движения
- •Теорема об изменении кинетической энергии
- •Основы динамики системы материальных точек
- •Примеры решения задач
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Р ешение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
Примеры решения задач
Пример 1. Тело массой 200 кг поднимают по наклонной плоскости (рис. 15.8).
Определите работу при перемещении на 10 м с постоянной скоростью. Коэффициент трения тела о плоскость f = 0,15.
Решение
При равномерном подъеме движущая сила равна сумме сил сопротивления движению. Наносим на схему силы, действующие на тело:
Используем теорему о работе равнодействующей:
Подставляем входящие величины и определяем работу по подъему:
П
ример
2. Определите работу силы тяжести при
перемещении груза из точки А в точку
С по наклонной плоскости (рис. 15.9).
Сила тяжести тела 1500 Н. АВ = 6 м, ВС = 4 м.
Решение
Работа силы тяжести зависит только от изменения высоты груза. Изменение высоты при перемещении из точки А в С:
2. Работа силы тяжести:
Пример 3. Определите работу силы резания за 3 мин. Скорость вращения детали 120 об/мин, диаметр обрабатываемой детали 40 мм, сила резания 1 кН (рис. 15.10).
Решение
1
.
Работа при вращательном движении
где Fpeз — сила резания.
Угловая частота вращения 120 об/мин.
Число оборотов за заданное время составляет z = 120 • 3 = 360 об.
Угол поворота за это время
4. Работа за 3 мин Wp = 1 • 0,02 • 2261 = 45,2 кДж.
Пример 4. Тело массой m = 50 кг передвигают по полу при помощи горизонтальной силы Q на расстояние S = 6 м. Определить работу, которую совершит сила трения, если коэффициент трения между поверхностью тела и полом f = 0,3 (рис. 1.63).
Решение
Согласно закону Аммонтона — Кулона сила трения
Сила трения направлена в сторону, противоположную движению, поэтому работа этой силы отрицательна:
П
ример
5. Определить натяжение ветвей ременной
передачи (рис. 1.65), если мощность,
передаваемая валом, N = 20 кВт, частота
вращения вала п =150 об/мин.
Решение
Вращающий момент, передаваемый валом,
В
ыразим
вращающий момент через усилия в
ветвях ременной передачи:
о
ткуда
Тогда
Пример 6. Колесо радиусом R = 0,3м катится без скольжения по горизонтальному рельсу (рис. 1.66). Найти работу трения качения при перемещении центра колеса на расстояние S = 30 м, если вертикальная нагрузка на ось колеса составляет Р = 100 кН. Коэффициент трения качения колеса по рельсу равен k = 0,005 см.
Р ешение
Трение качения возникает из-за деформаций колеса и рельса в зоне их контакта. Нормальная реакция N смещается вперед по направлению движения и образует с вертикальной силой давления Р на ось колеса пару, плечо которой равно коэффициенту трения качения k, а момент
Эта пара стремится повернуть колесо в направлении, противоположном его вращению. Поэтому работа трения качения будет отрицательной и определится как произведение постоянного момента трения на угол поворота колеса φ, т. е.
Путь, пройденный колесом, можно определить как произведение его угла поворота на радиус
откуда
Вводя значение φ в выражение работы и подставляя числовые значения, получаем