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

Афанасьева_Сб задач по ТМ для СТ

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
3.15 Mб
Скачать

21

27

0

-25t

2

 

t1²

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

0,1

5,6t

3

 

0,4t1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

0

-6,3

t

4

 

(5πR/6)t

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

1,6

652t

2

 

0,2t1²

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

продолжение таблицы Д4

 

m1 ,

m2 ,

ω0

 

a,

 

b,

 

R,

 

α,

 

Вар

 

кг

кг

рад/с

 

м

 

м

 

м

 

град

 

1

 

7

8

9

 

10

 

11

 

12

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

32

10

-1

 

1

 

1,5

 

1,2

 

 

 

 

2

 

200

60

-2

 

 

 

 

 

2

 

120

 

 

3

 

120

40

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

16

5

-3

 

 

 

 

 

1

 

30

 

 

5

 

66

10

1,5

 

2

 

1,5

 

 

 

 

 

 

6

 

160

80

-1,25

 

1,5

 

 

 

2,5

 

 

 

 

7

 

300

50

-2

 

1,6

 

1

 

0,8

 

 

 

 

8

 

80

20

0

 

1,2

 

 

 

2

 

 

 

 

9

 

20

5

5

 

1,2

 

 

 

0,4

 

45

 

 

10

 

100

40

2

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

11

 

60

20

-1

 

2

 

 

 

 

15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

40

10

-3

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

13

 

24

4

4

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

40

10

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

15

 

120

50

-4

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

16

 

60

10

-5

 

1

 

1,2

 

 

 

30

 

 

17

 

50

10

-2

 

 

 

 

 

1,6

 

30

 

 

18

 

120

50

3

 

2

 

3

 

0,8

 

 

 

 

19

 

90

30

1

 

1,5

 

 

 

 

 

 

 

 

20

 

50

12

3

 

1

 

 

 

1,2

 

 

 

 

21

 

40

10

-6

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

22

 

150

50

-1

 

1,6

 

1,2

 

0,6

 

 

 

 

23

 

90

20

2

 

√2

 

1

 

 

 

 

 

 

24

 

50

12

-3

 

0,6

 

 

 

 

 

60

 

 

25

 

36

8

-5

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

26

 

150

40

-4

 

1,5

 

 

 

2

 

 

 

 

27

 

120

30

0

 

1

 

 

 

 

 

60

 

 

28

 

15

4

-2

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

20

5

5

 

0,6

 

 

 

0,6

 

 

 

 

30

 

150

50

0

 

1,6

 

1,2

 

 

 

 

 

22

Осевые моменты инерции однородных пластинок.

Таблица Д4 а.

23

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

26

 

 

Задача Д5. Применение теоремы об изменении

 

 

 

 

кинетической энергии к изучению движения

 

 

механической системы.

 

Механическая система под действием сил тяжести приходит в

 

движение из состояния покоя. Начальное положение системы показано

 

на рис., см. стр. 29, 30 ,31. Учитывая трение скольжения тела 1,

 

катящегося без скольжения (варианты 1-3, 5, 6, 8-12, 17-23, 28-30) и

 

сопротивление качению тела 3, катящегося без скольжения (варианты

 

2, 4, 6-9, 11, 13-15, 20, 21, 24, 27-29). Пренебрегать другими силами

 

сопротивления и массами нитей, предполагаемых нерастяжимым,

 

определить скорость тела 1 в тот момент, когда пройденный им путь

 

станет равным s.

 

 

В задании приняты следующие обозначения: m1 , m 2, m 3, m 4 -массы

 

тел 1, 2, 3, 4; R 2, r2 , R3 , r3

- радиусы больших и малых окружностей

 

второго и

третьего тел;

i2x , i3ξ - радиусы инерции тел 2 и 3

 

относительно горизонтальных осей, проходящих через их центры

 

тяжести; α, β - углы наклона плоскостей к горизонту; f – коэффициент

 

трения скольжения; δ - коэффициент трения качения.

 

Необходимые для решения данные приведены в таблицеД5,см. на

 

стр. 27, 28.

Блоки и катки, для которых радиусы инерции в таблице не

 

указаны, считать сплошными однородными цилиндрами.

 

Наклонные участки нитей параллельны соответствующим

 

наклонным плоскостям.

 

 

 

 

 

27

таблица Д5

m1

m2

m3

m4

R2

 

R3

i2 x

 

i3ξ

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

см

 

 

см

1

2

3

4

5

6

 

7

8

 

9

1

m

4m

0.2m

1,2m

 

 

 

 

 

 

2

m

0,5m

0.33m

 

20

 

30

 

 

20

3

m

m

0.1m

m

 

 

 

 

 

 

4

m

2m

4m

m

20

 

40

18

 

 

5

m

2m

m

 

20

 

15

18

 

 

6

m

3m

m

 

 

 

28

 

 

 

7

m

2m

2m

 

 

 

25

14

 

 

8

m

0,5m

0.33m

 

 

 

30

 

 

 

9

m

2m

9m

 

 

 

30

 

 

20

10

m

0,2m

0.25m

0,2m

 

 

 

 

 

 

11

m

0,5m

0.25m

 

 

 

30

 

 

25

12

m

0,5m

0.2m

m

30

 

 

20

 

 

13

m

2m

5m

2m

30

 

20

26

 

 

14

m

0,5m

5m

4m

-

 

25

-

 

 

15

m

0,5m

4m

0,5m

20

 

15

18

 

 

16

m

0,1m

0.05m

0,1m

10

 

12

 

 

 

17

m

0,25m

0.2m

 

20

 

 

15

 

 

18

m

3m

m

 

35

 

15

32

 

 

19

m

0,3m

0.1m

m

24

 

 

20

 

 

20

m

2m

2m

 

20

 

15

16

 

 

21

m

m

2m

 

20

 

20

16

 

 

22

m

0,5m

0.25m

 

20

 

10

 

 

 

23

m

m

0.1m

0,8m

20

 

 

18

 

 

24

m

3m

m

 

20

 

30

18

 

 

25

m

0,3m

0.25m

 

16

 

20

 

 

 

26

m

0,5m

m

 

30

 

20

20

 

 

27

m

m

6m

0,5m

20

 

20

16

 

 

28

m

2m

2m

 

20

 

30

14

 

 

29

m

0,2m

0.125m

 

 

 

35

 

 

 

30

m

0,5m

0.33m

1,5m

26

 

20

20

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

продолжение таблицы Д5

α

 

β

f

δ , см

S,

 

 

 

 

 

 

м

 

 

град

 

 

 

1

10

 

11

12

13

14

 

 

 

 

 

 

 

1

60

 

 

0,10

 

2

2

30

 

45

0,22

0,2

2

3

45

 

 

0,10

 

2

4

 

 

 

 

0,3

0,2π

5

60

 

 

0,12

 

П

6

30

 

45

0,10

0,3

1,5

7

30

 

 

 

0,20

2

8

30

 

45

0,15

0,2

1,75

9

30

 

 

0,12

0,2

1,5

10

60

 

 

0,10

 

3

11

30

 

45

0,17

0,2

2,5

12

30

 

 

0,20

 

2,5

13

30

 

 

 

0,2

2

14

-

 

 

 

0,2

2

15

60

 

 

 

0,2

1,5

16

 

 

 

 

 

0, 5π

17

60

 

 

0,10

 

0,16π

18

60

 

 

0,15

 

0,2π

19

60

 

 

0,15

 

1,5

20

30

 

 

0,10

0,2

0,2π

21

30

 

45

0,20

0,3

1,2

22

60

 

 

0,17

 

0,1π

23

30

 

 

0,10

 

1

24

30

 

 

 

0,6

0,08π

25

 

 

 

 

 

0,04π

26

 

 

 

 

 

0,6π

27

30

 

 

 

0,2

2

28

30

 

 

0,10

0,2

0,1π

29

15

 

30

0,20

0,2

2,4

30

30

 

 

0,12

 

2

 

 

 

 

 

 

 

29

30

 

4

3

1

C

s

 

2

r2 = 0.5R2 , r4 = R2

2

1

3

S

60

r2 = 0.8R2

 

 

2

 

1

 

S

с

3

 

 

60

 

r2 = 0.5R2

 

2

 

1

 

1

с

30

 

 

30

r2 = 0.7R2

S

31

2

С

3

1

S

30

r2 = 0.8R2

2

 

1

3

 

с

S

r2

= 0.5R2 , r3 = 0.6R3

 

2

3

1

S

 

с

30

30

r2 = 0.4R2 , r3 = 0.5R3

32

3. Дифференциальные уравнения движения твердого тела.

Задача Д 6. Исследование поступательного и вращательного движений твердого тела.

Механическая система состоит из механизма (колес 1 и 2) и груза 3. К колесу 1 приложена пара сил с моментом М = М (t) (движущий момент) или движущая сила P= P(t).

Время t отсчитывается от некоторого момента (t = 0), когда угловая скорость колеса 1 равна ω10 . Момент сил сопротивления ведомого колеса 2 равен Мc . Другие силы сопротивления движению системы не учитывать.

Массы колес 1 и 2 равны m 1 , m 2 а масса груза 3 — m 3 .

Радиусы больших и малых окружностей колес - R1 , r1 , R 2 , r 2 .

Схемы механических систем показаны на рис., см. стр. 35, 36, 37, а необходимые для решения данные приведены в таблице Д6, см. на стр.33, 34..

Найти уравнение движения тела системы, указанного в последней графе таблицы Д6.

Определить также натяжение нитей в заданный момент времени, а вариантах, где имеется соприкасание (показаны кинематические схемы либо фрикционных, либо зубчатых передач) колес 1 и 2, найти, кроме того, окружное усилие в точке их касания.

Колеса 1 и 2, для которых радиусы инерции - i x1 , i x2 в таблице Д6

не заданы, считать сплошными однородными дисками.

33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица Д6.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m1

m2

m3

R1

r1

R2

r2

ix1

ix2

 

M ,

вар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кг

 

 

 

 

см

 

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

100

300

500

20

-

60

40

-

50

 

2100+20t

2

300

80

500

70

50

20

-

60

-

 

-

3

200

100

400

60

-

30

20

60

20

 

6100+20t

4

100

250

300

20

-

50

30

-

40

 

1000+40t

5

150

300

600

30

-

50

20

-

30

 

-

6

400

250

600

70

-

30

20

70

20

 

4800+10t

7

300

200

400

60

40

30

20

50

20

 

-

8

300

250

700

50

30

40

20

40

30

 

-

9

200

100

500

80

60

20

-

50

-

 

5900+30t

10

250

100

400

40

20

30

-

30

-

 

2500+50t

11

150

300

700

40

30

60

30

30

40

 

-

12

100

200

600

30

20

60

-

20

60

 

-

13

180

100

300

50

40

30

20

30

20

 

-

14

150

80

400

40

20

30

-

30

-

 

1800+20t

15

300

180

500

20

10

50

-

10

50

 

700+40t

16

300

250

400

60

40

50

30

50

40

 

-

17

250

100

800

50

30

20

-

40

-

 

5400+50t

18

200

100

600

20

-

50

-

-

50

 

1900+20t

19

250

150

400

50

30

30

20

40

20

 

-

20

400

100

800

50

20

30

-

40

-

 

3700+50t

21

200

150

300

50

40

30

20

30

20

 

-

22

250

100

800

60

20

10

-

50

-

 

-

23

200

80

400

40

20

30

-

30

-

 

2300+20t

24

100

200

500

30

-

40

20

-

30

 

-

25

150

80

400

60

-

20

-

60

-

 

4900+40t

26

250

200

500

50

20

40

30

40

30

 

-

27

250

150

500

50

30

40

30

30

30

 

-

28

60

200

900

20

-

60

10

-

50

 

900+10t

29

50

200

500

20

-

40

30

-

25

 

2100+20t

30

300

60

600

50

30

20

-

40

-

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

продолжение таблицы Д6

 

 

 

 

 

 

Тело, для

 

P,

M C ,

ω10 ,

t 1 .

которого

 

нужно

вар.

 

H

рад/с

c

опр.

 

 

 

 

 

 

уравнение

 

 

 

 

 

 

движения.

1

12

13

14

15

16

1

 

-

1000

2

2

1

2

 

10200+100t

600

1

0,5

2

3

-

800

0,5

2,5

1

4

-

1400

1,5

2

1

5

 

5500+200t

1500

2

1

3

6

-

800

3

4

1

7

 

3000+100t

500

0

3

3

8

 

9700+50t

500

1

2

1

9

-

600

2

3

2

10

-

1200

0

1,5

2

11

 

3900+50t

1000

1

2

1

12

 

5700+50t

1500

2

2

1

13

 

2700+200t

400

0,5

1

2

14

-

700

1,5

2,5

3

15

-

300

0

1,5

1

16

 

7300+100t

1200

1

2

1

17

-

900

2

2

1

18

-

1500

0,5

1

2

19

 

14200+200t

500

0,5

2

1

20

-

1200

2

1

2

21

 

3800+100t

800

1

1,5

2

22

 

9700+200t

700

2

0,5

1

23

-

900

0,5

1

2

24

 

12600+100t

500

1,5

1

1

25

-

800

0

1,5

2

26

 

3500+150t

600

2

2

1

27

 

15200+100t

700

1,5

1

1

28

-

1500

0

2

2

29

-

1000

2

0,5

1

30

 

7200+50t

700

1,5

1

2

 

 

 

 

 

 

 

35

36

 

 

 

 

 

 

37

38

4. Аналитическая механика.

Принцип возможных перемещений.

3адача Д7- Применение принципа возможных перемещений к решению задач о равновесии сил, приложенных к механической системе с одной степенью свободы.

Схемымеханизмов, находящихся поддействиемвзаимноуравновешивающихся сил, показаны на рис., см. стр. 40-42., а необходимые данные приведены в таблице Д7,см. на стр.39. Применяя принцип возможных перемещений и пренебрегая силами сопротивления, определить величину, указанную в последней графе

таблицы Д7.

Примечание. Механизмы в вариантах 3, 6, 10, 14, 16, 18, 19, 25 и 30 расположены в вертикальной плоскости, а остальные - в горизонтальной плоскости.

В вариантах:

№6 - вес рукоятки O1 A не учитывать;

№7 - пружина сжата; №8 - пружина сжата;

№10 - вес рукоятки ОА не учитывать; №14 - вес стержней ОА и ОВ не учитывать; пружина растянута; №15 - пружина сжата;

№16 - вес стержней O1 A и O1B не учитывать; №17 - пружина растянута;

№18 - Р вес блока радиусом r2 ;

№19 - вес звена АВ не учитывать; №24 - пружина сжата;

№25 - вес стержней ОА и ОВ не учитывать; пружина растянута; №26 - пружина растянута.

39

Таблица Д7

Линейные размеры,

Q,

P,

M,

с,

Деформация

Опреде-

вар

см

H

H

Н/см

пружины

лить

 

 

 

 

 

 

h, см

 

1

ОА=10

 

 

 

 

-

-

2

-

-

P

2

О1 А=20

 

 

 

-

100

-

-

-

M

3

r =20,r

2

=30,.r

3

=40

-

-

100

-

-

Q

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

4

OC:OA= 4:5

 

 

-

200

-

-

4

c

5

OA=100

 

 

 

-

-

9

-

-

P

6

r1=15,r 2 =50,

 

 

200

-

-

-

 

P

 

r 3 =20,

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

O 1 A=80

 

 

 

 

 

 

 

 

P

7

OC=OA

 

 

 

-

-

-

10

3

8

OC=AC

 

 

 

 

-

200

-

10

2

Q

9

OA=20

 

 

 

 

200

-

-

-

-

M

10

r =15, r

2

=40, r

3

=20,

2000

-

-

-

4

c

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

OA=100

 

 

 

 

 

 

 

 

P

11

OA=20

 

 

 

 

-

-

300

-

-

12

O1D=60, AO=20

 

-

-

100

-

-

P

13

OA=40

 

 

 

 

-

-

9

-

-

P

14

OB=2OA

 

 

 

20

-

-

25

3

P

15

AC=OD=OC

 

 

3000

-

-

250

3

P

16

d 1 =80, d 2 =25

 

 

5000

-

-

100

4

P

17

OA=20

 

 

 

 

-

-

200

-

-

P

18

 

 

 

 

 

200

200

-

100

-

h

19

r =20, r

2

=30,OA=25

-

-

100

-

-

P

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

M

20

OA=AB=AC=50

 

50

100

-

-

-

21

OA=AB=AC=DC=25

-

200

-

-

-

M

22

OA=40

 

 

 

 

-

-

400

-

-

P

23

OC=2OA=100

 

 

-

200

5

50

-

h

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

24

AD=OD=OB

 

 

-

250

-

150

2,5

25

OD=DB=0,8AO

 

400

-

-

120

3

P

26

OA=25

 

 

 

 

-

500

120

-

2

c

27

OB=AB

 

 

 

 

-

-

-

180

2

P

28

OB=1.5OA

 

 

-

450

-

-

-

Q

29

AO=30, BD=O1D

-

-

12

100

-

h

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Q

30

r1=15, r 2 =36, r 3 =10

-

600

-

-

-

 

r 4 =20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40