Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Качуринер Д.М. Теоретическая механика (краткий курс лекций) учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
23.10.2023
Размер:
4.89 Mб
Скачать

или

jP=focL

 

,

где

cL

-

угол

трения.

 

(jP ^ cL)

.

 

Если

с

углом

 

ol

, движение

не

начнется

 

 

 

 

Конус

 

при вершине

называется

конусом

трения.

 

 

 

 

 

называется

 

сонротиолеиие,

возника­

 

Трением качения

 

ющее при качении одного тела по другому.

 

 

 

 

 

 

Пусть

на цилиндрический

каток действуют силы <3, ,

 

Р

>N i f

1

гДе

Р

-

вес,

N

-

нормальная

реакция,

Т

- сила

трения

 

(рис. 4 2).

До

 

тех

пор

пока

сила

Q

не

 

 

 

 

 

 

 

очень

велика,

каток будет в покое,

 

 

 

 

 

 

 

т .е . все силы уравновешены.

Но,

 

 

 

 

 

 

 

если

сопротивление

неподвижной

 

 

 

 

 

 

 

 

поверхности свелось бы только к

 

 

 

 

 

 

 

 

силе трения, то каток не мог бы

 

 

 

 

 

 

 

 

быть в

равновесии,

так

как пара

 

 

 

 

 

 

 

 

сил

(Q ,

 

Т

)

осталась

бы

не­

 

 

 

 

 

 

 

 

уравновешенной. Следовательно, ре­

 

 

 

 

 

 

 

акция неподвижной плоскости дол­

 

 

 

 

 

 

 

жна приводиться

не

только

к

N

и

 

 

 

 

 

 

 

Т

,

но

 

и к

паре

сил,

уравнове­

шивающей пару ( Q ? Т ) . Эта пара называется парой тре­ ния качения. Возникновение этой пары объясняется дефор­

мацией

тел. Касание будет

не в точке

С

, а в точке

С,

(рис.

43):

 

 

 

C C = h .

 

вид:

 

Тогда уравнения

равновесия

будут иметь

 

Y ,x r q - T .o ;

г~і

Ь7

Y ^ t ‘ N - P - 0 - , imf

і=/

Отсюда находим:

г=б? ;

Nh = Qz \

hj

Q i

Q i

.

~ N

~ Р

 

 

 

»

MT =N h .

Глава У І . ЦЕНТР ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ СИЛ. ЦЕНТР ТЯЖЕСТИ

§ I . Центр параллельных сил

Для параллельных сил главный вектор всегда первендикулярен главному моменту, т .е .

R M 0= 0 .

Если R - 0 и Мо*-0 , то систеиа сил находится в равновесии.

48

Если

R + 0

,

/ И 0

f =

,

то

система

эквивалентна паре

Если

R = О

,

О

,

то

система

приводится к равно­

 

fÂ0f O

 

 

 

 

 

 

 

действующей.

Пусть R t O .

Центром параллельных сил называется такая точка приложения их равнодействующей, положение которой в про­ странстве не зависит от одновременного изменения направ­ лений линий действия всех сил, при условии, что точки приложения сих остается неизменными к поворот сил проис­ ходит вокруг параллельных осей:

 

 

 

 

 

 

П

 

 

 

 

 

Возьмем точку

Ql

 

г*/

 

 

равнодействую­

 

 

на линии действия

щей (ри с.

44):

 

 

П

 

 

 

 

 

 

 

J г. -

 

 

 

г-і

 

 

 

 

точки

 

• в

радиус-вектор, проведенный из

А

р

точку

 

, ,

 

 

 

 

 

*

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

ѵ л * * і

 

 

P r zr ■о,

 

 

направ­

Пусть

5 4-

 

единичный

вектор,

параллельный

лению сил

( ^= ^

 

■€

,

где

-

проекция силы

на

направление

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

*■ <

 

 

 

 

 

Ыі

 

 

 

 

 

- ( h t 1? ) * * - 0’

4

49

" л

№.

гг

 

W-T

€ П

 

Х л З -

х-е= о

лежит на линии дей­

Вели предположим,

что точка С

ствия равнодействувдей и является центром параллельных сил , то т -радиус-вектор, определяющий положение этой

Рис. И

точки. Главный момент всех сил относительно точки С равен нулю, следовательно,

Равенство должно выполняться при любом /

Это воз-

можно только в том случае, если

 

1-/

 

50

отсюда

£л - ^

Іш!

7 - п

 

E

 

s ’

 

 

или

І=І

 

 

 

...

 

п

 

 

п р

ІЖІ '

=

 

 

 

ы

 

г*/

І-І

 

§ 2 . Центр тяжести тела и методы его определения

Силы веса , приложенные к отдельным точкам тела, об­ разуют систему сходящихся сил, линии действия которых пересекаются в центре земли. Так как размеры тела по сравнению с землей малы, то эти силы можно считать па­ раллельными. Центром тяжести тела называется центр па­ раллельных сил веса отдельных его точек (рис. 45):

_'

Т1Ь

Р г

^ Р г-=Р

-

вес тела»

РІ

 

 

Ц

7і рі

 

YéPi x i

 

 

 

р

> *с='

Р

 

 

Ъ

Р Л і

7

Zc

р

 

 

Р

Если тело имеет объем, то

51

р - ? ѵ >

где

у

»

объем

тела^

 

ff

-

вес единицы объема}

 

дУі

-

объем

выделенного куска тела.

Тогда центр тяжести тела можно определить так:

ЬьМ і У 'jfA K

Если тело

плоское, то

вес его

P - (0 S

где

S

площадь тела}

0

-

вес

единицы площади}

 

 

П

 

 

 

П

 

 

 

 

£

Г

*

___________ _

J l=1__________

<5S

S

52

Если

тело

представляет

собой

отрезок

 

линии, то вес

,

где

т? -

длина линии,

а

дб

-

вес единицы;

 

рг

х л -е ;

І-!

 

 

 

 

53

Раздел П.

К И Н Е М А Т И К А

Д в и ж е н и е м

т е л а называется изменение

положения этого тела с течением времени по отношению к какому-либо другому телу. Свяжем систему координат с телом, относительно которого рассматривается движение. Движение будем теперь изучать относительно этой систе­ мы координат.

Если тело не перемещается по отношению к выбранной системе координат, то говорят, что оно находится в по­ кое по отношению к этой системе координат.

Глава I . КИНЕМАТИКА ТОЧКИ

называется

М а т е р и а л ь н о й

т о ч к о й

тело, размерами которого в силу условий рассматриваемой задачи, можно пренебречь (можно не учитывать вращатель­ ного движения тела, а считать, что оно движется только поступательно). Основными характеристиками движения точ­ ки являются: пройденный путь, скорость и ускорение.Кро­ ме понятия "путь" есть еще понятие "траектория".

Т р а е к т о р и е й называется кривая, которую вычерчивает точка в результате своего движения.

54

§ I . Способы задания движения точки

Задать движение точки - значит указать метод, с по­ мощью которого мохно определить положение точки по отно­ шению к выбранной системе отсчета для любого момента времени. Способы задания движения точки существуют сле­ дующие: векторный, координатный и естественный.

I . Векторный способ

При векторном способе задания движения точки надо задать радиус-вектор, определяющий положение точки, как функцию времени. Для этого надо взять какую-либо непод­ вижную точку. Эту точку соединим радиус-вектором с дви­ жущейся точкой (ри с. 46): ъ= -?(і)- уравнение движения точки в векторной форме. С изменением времени изменяется

 

 

радиус-вектор z(t)> Точка при

 

 

этом будет чертить непрерывную

 

 

кривую - траекторию. Кривая,

 

 

которая соединяет концы векто­

 

 

ров, исходящих из одной точки,

Рис.

46

называется еще

г о д о -

г р а ф о м . Следовательно,

траектория - это

годограф.

 

 

2 .

Координатный способ

 

При координатном способе задания движения с непод-

важной

точкой связывают неподвижную систему координат

 

(ри с.

4 7 ).

 

 

 

 

Координатные системы могут быть различные. Рассмот­

 

рим движение точки относитель­

 

но декартовых координат. По­

 

ложение точки в любой момент

 

времени

для этого случая оп­

 

ределят

координаты

у , г

.

 

Задавая эти координаты, как

 

функции времени, можно опре­

 

x ~ x ( t )

 

 

 

 

делить положение точки:

 

 

 

 

;

(2)

 

 

Ѵ - у М ’

 

 

 

2= г

( £ ) -

 

 

Выражение (2) - уравнения движения в координатной форме.

Уравнения (2) можно рассматривать, как уравнения траектории, заданной в параметрическом виде (параметр - время t ) . Если из уравнений (2) исключить время, то получим уравнение траектории в явном виде.

3 . Естественный способ

При естественном способе задания должны быть зада­

ны:

1) траектория точки;

2) начало отсчета - точка Л10 (рис. 48) ;

3) направление возрастания дуги.

55

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ