Добавил:
ac3402546@gmail.com Направление обучения: транспортировка нефти, газа и нефтепродуктов группа ВН (Вечерняя форма обучения) Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Статика и кинематика / Кинематика

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
01.06.2021
Размер:
1.38 Mб
Скачать

2.35. Сложное движение точки.

Основные понятия и определения

r

 

Абсолютные скорость и ускорение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обозначаются

v

a

, a

(от англ.

 

 

 

 

absolute).

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

k j

i

r0

Движение, совершаемое точкой М относительно неподвижной системы координат O1x1y1z1, называется абсолютным. Траектория этого движения называется абсолютной траекторией, скорость – абсолютной скоростью и ускорение – абсолютным ускорением.

101

Движение точки М относительно подвижной системы координат Oxyz называется относительным движением.

Скорость точки М относительно подвижной системы координат называется относительной скоростью, а ускорение – относительным ускорением. Относительные скорости и ускорения обозначаются так: и (от лат. relativus). vr ar

Движение, совершаемое подвижной системой координат Oxyz вместе с неизменно связанным с ней пространством и движущейся в нем точкой относительно неподвижной системы O1x1y1z1, называется переносным движением.

102

Скорость той точки m пространства, связанного с подвижной системой координат, с которой в данный момент совпадает рассматриваемая точка М, называется переносной

скоростью, а ускорение –

переносным ускорением. Переносные скорость и ускорение

обозначают соответственно

и (от франц. entrainer – увлекать за собой).

 

 

 

e

ae

 

v

103

2.36.Теорема о сложении скоростей

всложном движении точки

 

r

 

 

 

 

r =r0 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r = r0

+ xi + yj + zk

 

 

 

i

 

r0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dr0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dr

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

dj

 

 

 

dk

 

dx

 

 

 

 

 

 

dy

 

 

 

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

+

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

=

 

+ x

 

+ y

 

+ z

+

 

 

i

j

 

 

 

v

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

dt

 

 

dt

 

 

dt

 

 

dt

 

dt

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

dy

 

 

 

dz

 

 

 

 

 

 

 

dr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

dj

 

 

dk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v

r

=

 

 

i +

 

 

 

j +

 

k

 

 

v

e

=

0

 

 

+ x

 

 

+ y

 

 

+ z

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

dt

dt

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

ve

= vo

+

104

 

 

 

 

 

 

 

Абсолютная

скорость

точки

равна

геометрической

сумме

переносной

и

относительной скоростей этой точки:

va =vr +ve

105

2.37. Теорема о сложении ускорений (теорема Кориолиса)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 r

 

 

 

 

 

 

d 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dv

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a =

 

 

 

=

 

 

 

 

=

 

0

+ x

 

 

 

 

 

 

 

+ y

 

 

 

 

 

 

 

+ z

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

dt

 

 

 

dt2

 

 

 

 

dt2

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

d

x

 

 

 

+

d

y

 

 

+

d

z

 

 

+ 2

dx

 

di

 

+

dy

 

dj

 

+

dz

 

 

dk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

 

 

 

i

 

j

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

dt2

dt

dt

 

 

 

dt dt

 

 

 

dt dt

 

 

 

d 2 x

 

 

 

 

d 2 y

 

 

 

 

 

d 2 z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a =

 

i

+

j +

 

k

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

dt

2

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2 r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d 2

 

 

 

 

d 2

 

 

 

 

d 2

k

 

 

 

 

 

 

i

 

 

 

j

 

 

 

 

a =

 

0

 

+ x

 

 

 

+ y

 

 

 

 

 

+ z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

dt2

 

 

 

 

dt2

 

 

 

dt2

 

 

 

dt2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ae = aO + + ( )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dx

 

di

 

+

dy

 

dj

 

+

dz

 

dk

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

di

 

 

dj

 

 

dk

 

 

x

 

+ y

 

+ z

 

=

 

 

 

 

 

= 2 v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

dt

 

dt

 

dt dt

 

 

dt dt

 

 

dt dt

106 r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ac = 2 e vr

aa =ar +ae +ac

Абсолютное ускорение точки равно геометрической сумме переносного, относительного

икориолисового ускорений.

Вчастном случае поступательного переносного движения e = 0 и, следовательно, ac = 0 . В этом случае

aa =ar +ae

107

2.38.Ускорение Кориолиса и его анализ

ac

 

 

 

 

Ускорение Кориолиса равно удвоенному векторному

 

 

 

 

произведению угловой скорости твердого тела, с

 

 

 

 

которым связана подвижная система отсчета, на

e

 

 

 

скорость точки относительно этой подвижной

v r

системы.

 

 

 

ac = 2 evr sin( e , v

r )

ac = 2 e v

r

108

Лекция 15

Пример решения задачи на сложное движение точки. Методические указания по

выполнению домашнего задания с применением ЭВМ.

109

Пример 2.4. Окружность радиуса R=0,5 м вращается вокруг вертикального диаметра с угловой скоростью = 3 t2 2 c1.

По окружности движется точка М по закону:

s = MoM = t2 м.

Определить абсолютные скорость и ускорение точки8 М в момент t =1 с.

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

 

 

 

s

 

t =1 =

м

s = R

=

=

v r

 

 

 

R

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R = R cos = 2 м

 

 

e

4

 

 

 

 

 

t =1 =1 c-1, = = 6t

 

 

 

 

 

при t = 1 c, =6 c2.

Соседние файлы в папке Статика и кинематика