Федеральное агентство по образованию РФ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермский государственный технический университет»

Березниковский филиал

Кафедра технологии и механизации производств

С.М. Вдовин

Кинематика

Методическое пособие к выполнению самостоятельных практических работ

по дисциплине «Теоретическая механика»

Березники 2008

Составитель: С.М. Вдовин

УДК 531.5

ББК 22.21

В25

Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедры технологии и механизации производств БФ ПГТУ С.Э. Шаклеина

Кинематика: метод. пособие / С.М. Вдовин.– Перм. гос. техн. унт. Березники, 2008. – 67с.

Представлены базовые теоретические сведения по кинематике точки и твердого тела, рассмотрены основные задачи. Данное пособие предназначено для самостоятельной подготовки студентов технических вузов всех специальностей дневного, вечернего и заочного отделений к практическим занятиям по разделу кинематика, дисциплины «Теоретическая механика».

УДК 531.5

 «Пермский государственный

технический университет», 2008

Содержание

1. Введение в кинематику 4

2. Кинематика точки 4

2.1. Скорость точки 5

2.2. Определение скорости при координатном способе задания движения точки 6

2.3. Определение скорости при естественном способе задания движения точки 7

2.4. Ускорение точки 7

2.5. Определение ускорения точки при координатном способе задания движения точки 8

2.6. Касательное и нормальное ускорение точки 9

2.7. Касательное и нормальное ускорения при координатном способе задания движения точки 10

2.8. Частные случаи движения точки 12

Практическая работа 1 13

3. Кинематика абсолютно твердого тела 18

3.1. Поступательное движение 18

3.2. Вращательное движение тела 19

3.3. Скорости и ускорения точек тела при вращательном движении 23

3.4. Плоскопараллельное движение твердого тела 25

3.5. Определение скоростей точек тела плоской фигуры 27

3.5.1. Метод полюса 27

3.5.2. Метод мгновенного центра скоростей (МЦС) 28

3.5.2.1. Понятие о центроидах 29

3.5.2.2. Частные случаи МЦС 29

3.6. Определение ускорений точек тела плоской фигуры 30

3.6.1. Метод полюса 30

3.6.2. Метод мгновенного центра ускорений (МЦУ) 32

Практическая работа 2 34

Практическая работа 3 51

3.7. Сложное движение точки 56

3.7.1. Абсолютное, относительное и переносное движение точки 56

3.7.2. Теорема сложения скоростей 56

3.7.3. Теорема о сложении ускорений 58

Практическая работа 4 62

Приложение 69

Список используемой литературы 70

С.М. Вдовин 71

Редакционно-издательский отдел 71

1. Введение в кинематику

Кинематика – раздел теоретической механики, в котором изучаются пространственно-временные свойства движения различных объектов с геометрической точки зрения, с целью расчета траекторий, скоростей и ускорений отдельных точек (изолированных), так и входящих в состав абсолютно твердого тела. Владение данными умениями полезно при разработке реальных механических систем, выявлении структуры их виртуальных перемещений, составлении уравнений динамики.

Движение представляет собой изменение положения тела с течением времени в пространстве относительно других материальных тел. Для определения данного положения движущейся точки (тела) в различные моменты времени вводят систему отсчета, жестко связанную с некоторым телом. Система отчета представляет собой систему трех координатных осей, в которой перемещается исследуемый объект.

Изучение кинематики рассматривается с движения простейшего объекта – точки.