8.28 Определить усилия в шести опорных стержнях, поддерживающих квадратную плиту abcd, при действии горизонтальной силы p вдоль стороны ad. Размеры указаны на рисунке.

8.29 Прямоугольная дверь, имеющая вертикальную ось вращения AB, открыта на угол CAD=60° и удерживается в этом положении двумя веревками, из которых одна, CD, перекинута через блок и натягивается грузом P=320 Н, другая, EF, привязана к точке F пола. Вес двери 640 Н; ее ширина AC=AD=1,8 м; высота AB=2,4 м. Пренебрегая трением на блоке, определить натяжение T веревки EF, а также реакции цилиндрического шарнира в точке A и подпятника в точке B.

8.30 Стержень AB удерживается в наклонном положении двумя горизонтальными веревками AD и BC. При этом в точке A стержень опирается на вертикальную стену, на которой находится точка D, а в точке B — на горизонтальный пол. Точки A и C лежат на одной вертикали. Вес стержня 8 Н. Трением в точках A и B пренебрегаем. Проверить, может ли стержень оставаться в равновесии, и определить натяжения TA и TB веревок и реакции опорных плоскостей, если ∠ABC=∠BCE=60°.

8.31 Пара сил, вращающая водяную турбину T и имеющая момент 1,2 кН*м, уравновешивается давлением на зубец B конического зубчатого колеса OB и реакциями опор. Давление на зубец перпендикулярно к радиусу OB=0,6 м и составляет с горизонтом угол α=15°=arctg 0,268. Определить реакции подпятника C и подшипника A, если вес турбины с валом и колесом равен 12 кН и направлен вдоль оси OC, а расстояния AC=3 м, AO=1 м.

8.32 Ветряной двигатель с горизонтальной осью AC имеет четыре симметрично расположенных крыла, плоскости которых составляют с вертикальной плоскостью, перпендикулярной оси AC, равные углы 30°. На расстоянии 2 м от оси к каждому крылу приложена нормально к его плоскости равнодействующая сил давления ветра, равная 1,2 кН (крыло D в проекции на плоскость xy изображено отдельно). Ось двигателя опирается в точке A на подшипник, в точке C — на подпятник и удерживается в покое вертикальным давлением P на зубец колеса B, производимым не показанной на рисунке шестерней. Радиус колеса B равен 1,2 м; расстояния: BC=0,5 м, AB=1 м, AF=0,5 м. Определить давление P и реакции опор.

8.33 Груз Q равномерно поднимается мотором M посредством бесконечной цепи. Определить реакции опор A и B и натяжения в цепи, если ветви цепи наклонены к горизонту под углами 30° (ось O1x1 параллельна оси Ax). Известно, что r=10 см, R=20 см, Q=10 кН, натяжение ведущей части цепи вдвое больше натяжения ведомой части, т.е. T1=2T2.

8.34 Для подъема копровой бабы веса P=3 кН служит вертикальный ворот, вал которого радиуса r=20 см опирается нижним концом на подпятник A, а верхним концом удерживается в подшипнике B. Вал приводится во вращение мотором. Найти необходимый для равномерного подъема копровой бабы вращающий момент мотора, а также реакции в подпятнике A и подшипнике B. При этом дано: h1=1 м, h=30 см и вес вращающихся частей ворота P1=1 кН.

8.35 Ворот, служащий для подъема породы из наклонного шурфа, состоит из вала радиуса 0,25 м и длины 1,5 м. Вал приводится во вращение при помощи мотора (на рисунке не показан). Определить реакции опор и вращающий момент Mвр мотора, если вес вала равен 0,8 кН, вес груза 4 кН, коэффициент трения между грузом и поверхностью шурфа равен 0,5, угол наклона шурфа к горизонту равен 30° и место схода троса с вала находится на расстоянии 50 см от подшипника B. Вращение вала считать равномерным.

8.36 Горизонтальный вал трансмиссии, несущий два шкива C и D ременной передачи, может вращаться в подшипниках A и B. Радиусы шкивов: rC=20 см, rD=25 см; расстояния шкивов от подшипников: a=b=50 см; расстояние между шкивами c=100 см. Натяжения ветвей ремня, надетого на шкив C, горизонтальны и имеют величины T1 и t1, причем T1=2t1=5 кН, натяжения ветвей ремня, надетого на шкив D, образуют с вертикалью угол α=30° и имеют величины T2 и t2, причем T2=2t2. Определить натяжения T2 и t2 в условиях равновесия и реакции подшипников, вызванные натяжениями ремней.

8.43 Четырехзвенный механизм робота-манипулятора расположен в горизонтальной плоскости Oxy. Длины всех звеньев одинаковы и равны l, масса каждого звена m. Масса объекта манипулирования 2m. Найти моменты сил тяжести относительно координатных осей. Звенья считать однородными стержнями.

13.1 Определить угловую скорость:

1) секундной стрелки часов,

2) минутной стрелки часов,

3) часовой стрелки часов,

4) вращения Земли вокруг своей оси, считая, что Земля делает один оборот за 24 часа,

5) паровой турбины Лаваля, делающей 15000 об/мин.

13.2 Написать уравнение вращения диска паровой турбины при пуске в ход, если известно, что угол поворота пропорционален кубу времени и при t=3 с угловая скорость диска равна ω=27π рад/с.

13.3 Маятник центробежного регулятора, вращающийся вокруг вертикальной оси AB, делает 120 об/мин. В начальный момент угол поворота был равен π/6 рад. Найти угол поворота и угловое перемещение маятника за время t=1/2 с.

13.4 Тело, начиная вращаться равноускоренно из состояния покоя, делает 3600 оборотов в первые 2 минуты. Определить угловое ускорение.

13.5 Вал начинает вращаться равноускоренно из состояния покоя; в первые 5 с он совершает 12,5 оборота. Какова его угловая скорость по истечении этих 5 с?

13.6 Маховое колесо начинает вращаться из состояния покоя равноускоренно; через 10 мин после начала движения оно имеет угловую скорость, равную 4π рад/с. Сколько оборотов сделало колесо за эти 10 мин?

13.7 Колесо, имеющее неподвижную ось, получило начальную угловую скорость 2π рад/с; сделав 10 оборотов, оно вследствие трения в подшипниках остановилось. Определить угловое ускорение ε колеса, считая его постоянным.

13.8 С момента выключения мотора пропеллер самолета, вращавшийся с угловой скоростью, равной 40π рад/с, сделал до остановки 80 оборотов. Сколько времени прошло с момента выключения мотора до остановки, если считать вращение пропеллера равнозамедленным?

13.9 Тело совершает колебания около неподвижной оси, причем угол поворота выражается уравнением

φ = 20° sin ψ,

где угол ψ выражен в угловых градусах зависимостью ψ=(2t)°, причем t обозначает секунды. Определить угловую скорость тела в момент t=0, ближайшие моменты t1 и t2, в которые изменяется направление вращения, и период колебания T.

13.10 Часовой балансир совершает крутильные гармонические колебания с периодом T=1/2 с. Наибольший угол отклонения точки обода балансира от положения равновесия α=π/2 рад. Найти угловую скорость и угловое ускорение баланса через 2 с после момента, когда балансир проходит положение равновесия.

13.11 Маятник колеблется в вертикальной плоскости около неподвижной горизонтальной оси O. Выйдя в начальный момент из положения равновесия, он достигает наибольшего отклонения α=π/16 рад через 2/3 с.

1) Написать закон колебаний маятника, считая, что он совершает гармонические колебания.

2) В каком положении маятник будет иметь наибольшую угловую скорость и чему она равна?

13.12 Определить скорость v и ускорение w точки, находящейся на поверхности Земли в Ленинграде, принимая во внимание только вращение Земли вокруг своей оси; широта Ленинграда 60°, радиус Земли 6370 км.

13.13 Маховое колесо радиуса 0,5 м вращается равномерно вокруг своей оси; скорость точек, лежащих на его ободе, равна 2 м/с. Сколько оборотов в минуту делает колесо?

13.14 Точка A шкива, лежащая на его ободе, движется со скоростью 50 см/с, а некоторая точка B, взятая на одном радиусе с точкой A, движется со скоростью 10 см/с; расстояние AB=20 см. Определить угловую скорость ω и диаметр шкива.

13.15 Маховое колесо радиуса R=2 м вращается равноускоренно из состояния покоя; через t=10 с точки, лежащие на ободе, обладают линейной скоростью v=100 м/с. Найти скорость, нормальное и касательное ускорения точек обода колеса для момента t=15 с.

13.16 Найти горизонтальную скорость v, которую нужно сообщить телу, находящемуся на экваторе, для того чтобы оно, двигаясь равномерно вокруг Земли по экватору в особых направляющих, имело ускорение свободного падения. Определить также время T, по истечении которого тело вернется в первоначальное положение. Радиус Земли R=637*106 см, а ускорение силы тяжести на экваторе g=978 см/с2.

13.17 Угол наклона полного ускорения точки обода махового колеса к радиусу равен 60°. Касательное ускорение ее в данный момент wτ=10*sqrt(3) м/с2. Найти нормальное ускорение точки, отстоящей от оси вращения на расстоянии r=0,5 м. Радиус махового колеса R=1 м.

13.18 Вал радиуса R=10 см приводится во вращение гирей P, привешенной к нему на нити. Движение гири выражается уравнением x=100t2, где x — расстояние гири от места схода нити с поверхности вала, выраженное в сантиметрах, t — время в секундах. Определить угловую скорость ω и угловое ускорение ε вала, а также полное ускорение w точки на поверхности вала в момент t.

13.19 Решить предыдущую задачу в общем виде, выразив ускорение точек обода колеса через пройденное гирей расстояние x, радиус колеса R и ускорение гири x''=w0=const.

13.20 Стрелка гальванометра длины 3 см колеблется вокруг неподвижной оси по закону φ=φ0 sin kt. Определить ускорение конца стрелки в ее среднем и крайних положениях, а также моменты времени, при которых угловая скорость ω и угловое ускорение ε обращаются в нуль, если период колебаний равен 0,4 с, а угловая амплитуда φ0=π/30.

14.1 Угловая скорость зубчатого колеса I диаметра D1=360 мм равна 10π/3 рад/с. Чему должен равняться диаметр зубчатого колеса II, находящегося с колесом I во внутреннем зацеплении, угловая скорость которого в три раза больше угловой скорости колеса I?

14.2 Редуктор скорости, служащий для замедления вращения и передающий вращение вала I валу II, состоит из четырех шестерен с соответствующим числом зубцов: z1=10, z2=60, z3=12, z4=70. Определить передаточное отношение механизма.

14.3 Станок со шкивом A приводится в движение из состояния покоя бесконечным ремнем от шкива B электромотора; радиусы шкивов: r1=75 см, r2=30 см; после пуска в ход электромотора его угловое ускорение равно 0,4π рад/с2. Пренебрегая скольжением ремня по шкивам, определить через сколько времени угловая скорость станка будет равна 10π рад/с.

14.4 В механизме стрелочного индикатора движение от рейки мерительного штифта 1 передается шестерне 2, на оси которой укреплено зубчатое колесо 3, сцепляющееся с шестерней 4, несущей стрелку. Определить угловую скорость стрелки, если движение штифта задано уравнением x=a sin kt и радиусы зубчатых колес соответственно равны r2, r3 и r4.

14.5 В механизме домкрата при вращении рукоятки A начинают вращаться шестерни 1, 2, 3, 4 и 5, которые приводят в движение зубчатую рейку B домкрата. Определить скорость последней, если рукоятка A вращается с угловой скоростью, равной π рад/с. Числа зубцов шестерен: z1=6, z2=24, z3=8, z4=32; радиус пятой шестерни r5=4 см.

14.6 Для получения периодически изменяющихся угловых скоростей сцеплены два одинаковых эллиптических зубчатых колеса, из которых одно вращается равномерно вокруг оси O с угловой скоростью ω=9π рад/с, а другое приводится первым во вращательное движение вокруг оси O1. Оси O и O1 параллельны и проходят через фокусы эллипсов. Расстояние OO1 равно 50 см, полуоси эллипсов 25 и 15 см. Определить наименьшую и наибольшую угловые скорости колеса O1.

14.7 Вывести закон передачи вращения пары эллиптических зубчатых колес с полуосями a и b. Угловая скорость колеса I ω1=const. Расстояние между осями O1O2=2a, φ — угол, образованный прямой, соединяющей оси вращения, и большой осью эллиптического колеса I. Оси проходят через фокусы эллипсов.

14.8 Найти наибольшую и наименьшую угловые скорости овального колеса O2, сцепленного с колесом O1, угловая скорость которого равна 8π рад/с. Оси вращения колес находятся в центрах овалов. Расстояние между осями равно 50 см. Полуоси овалов равны 40 и 10 см.

14.9 Определить, через какой промежуток времени зубчатое коническое колесо O1 радиуса r1=10 см будет иметь угловую скорость, равную 144π рад/с, если оно приводится во вращение из состояния покоя таким же колесом O2 радиуса r2=15 см, вращающимся равноускоренно с угловым ускорением 4π рад/с2.

14.10 Ведущий вал I фрикционной передачи вращается с угловой скоростью ω=20π рад/с и на ходу передвигается (направление указано стрелкой) так, что расстояние d меняется по закону d=(10-0,5t) см (t — в секундах).

Определить: