Динамика, основные понятия и законы динамики.
Динамикой называется раздел механики, в котором изучаются законы движения тел под действием сил.
Силы, действующие на материальные тела, не всегда постоянны. Одна и таже сила заставляет два неодинаковых тела по разному изменять свое движение, одно тело быстро изменит скорость своего движения, скорость другого будет изменяться медленно; про та-кое тело говорят, что ого обладает большой инертностью.
Инертность – свойство материальных тел быстрее или медленнее изменять скорость своего движения под действием сил.
Законы динамики:
І- закон динамики (закон инерции): изолированная материальна точка сохраняет состоя-ние покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, пока приложенные силы не изменят это состояние.
ІІ-закон(основной закон динамики): ускорение, получаемое точкой под действием приложенной к ней силы, пропорционально модулю этой силы и совпадает с ней по на-правлению.
m a =P
m- масса точки, несколько сил сложить в одну равнодействующую
m a = R
Если известна сила тяжести тела G и ускорение свободного падения g в данном месте,то
m g = G
откуда m = G / g.
Для приближенного определения массы тела по его весу и наоборот можно считать
g = 9.81 м / с 2
ІІІ- закон (закон равенства и противодействия): две материальные точки действуют друг на друга с силами, равными по модулю и направленными по одной прямой в противопо-ложные стороны.
Механические единицы по ГОСТ:
единица длины – метр (м)
единица массы – килограмм (кг)
единица времени – секунда (с)
единицы силы – ньютон (Н), т.е. сила, сообщающая телу массой 1 кг ускорение 1м / с 2
P = m a ; 1 Н = 1 кг м / с 2 .
Две задачи динамики:
Первая задача динамики – определение сил, приложенных к точке при заданном ее движении.
Вторая (основная) задача динамики – определение закона движени точки, если известны действующие на нее силы.
Понятие перегрузка самолета, работа и мощность.
Перегрузкой называется отношение силы, действующей на самолет в направлении одной из осей, к его весу.
Напрмиер , в полете отношение подъемной силы к весу самолета будет перегрузкой по оси OY
ny = Y / G = Y / (m g)
При посадке перегрузка равна отношению суммарной реакции шасси к весу
ny = Pш / (m g)
В установившемся горизонтальном полете силы, действующие на самолет, уравновеше-ны, подъемная сила равна весу, перегрузка равна единице. Перегрузка увеличивается с увеличением крена, который в свою очередь зависит от скорости самолета и радиуса раз-ворота.
Для пассажирских самолетов крен более 30* обычно не допускается. Максимально допус-тимая перегрузка ограничена, исходя из соображений прочности самолета. Как правило она не превышает nmax = 2,5 – 2,8.
Работа характеризует действие силы на перемещающееся тело, в результате которого происходит изменение скорости движения.
Работа силы – скалярная величина, равная произведению модуля силы на длину переме-щения и на косинус угла между векторами силы и скорости
A = P s cos ( P ,^V ),
Сила, перпендикулярная скорости точки, работы не производит, т.е.
A = P s cos 90* = 0.
За единицу измерения работы принят джоуль (Дж), равный работе силы в 1 ньютон при перемещении ею точки на расстояние 1м в направлении силы:
1 Дж = 1 Нм = 1 кг м2 / с2.
При перемещении точки к ней помимо движущихся сил могут быть приложены и силы со-противления, препятствующие движению.
Отношение полезной работы к работе движущих сил называется коэффициентом полезно-го действия (КПД)
Апол / A = n
где Апол - полезная работа; А – работа движущихся сил; n – КПД.
КПД механизмов и машин всегда меньше единицы.
Мощностью называется работа, произведенная силой в единицу времени.
N = A1 / t1
или
N = P v
За единицу измерения мощности принят ватт (Вт), равный работе 1 джоуль, совершенной в 1 секунду:
1 Вт = 1Дж / с = 1кгм2 / с3
В авиации принят ряд определений мощности:
Взлетная мощность Nвзл поршневого или турбовинтового двигателя – наибольшая мощ-ность, которую может развивать двигатель при непрерывной работе не более 5 минут.
Номинальная мощность Nном - мощность, которую двигатель может развить при непре-рывной работе не более 1 ч., она составляет 0,85 – 0,9 Nвзл.
Крейсерская мощность Nкр – мощность, которую двигатель может развить в течение неог-раниченного времени, она составляет 0,6 – 0,8 Nвзл.
Мощность винта Nв - мощность, затрачиваемая на вращение винта.
Тяговая мощность винта Nтв – мощность, затрачиваемая винтом на перемещение самолета со скоростью Vс.
Nтв = Рв Vс
где Рв - тяга винта.
КПД винта – отношение тяговой мощности винта к мощности винта
N = Nтв / Nв = Рв Vс / Nв.
На какой-то оптимальной скорости КПД винта достигает наибольшего значения 0,7-0,8.
Реактивной тягой называется тяга газотурбинного двигателя и любого воздушного винта представляют собой реакцию отбрасываемых двигателем или винтом масс воздуха (включая и продукты сгорания).
