- •Теоретическая механика
- •653500 «Строительство»
- •Введение
- •Программа дисциплины «теоретическая механика»
- •Требования
- •Цели и задачи дисциплины
- •Требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •Общие положения
- •Рекомендуется следующий порядок решения контрольных работ
- •Программа раздела «динамика»
- •1. Динамика точки
- •1.1. Введение в динамику точки
- •1.2. Основные понятия и определения
- •1.3. Основные законы механики
- •1.4. Дифференциальные уравнения движения несвободной материальной точки в декартовой системе отсчета
- •1.5. Дифференциальные уравнения движения несвободной материальной точки в естественных координатных осях
- •1.6. Задачи динамики точки
- •1.7. Алгоритм решения первых задач динамики точки в декартовой системе отсчета
- •1.8. Пример решения первой задачи динамики точки в декартовой системе отсчета
- •1.9. Алгоритм решения первых задач динамики точки в естественных координатных осях
- •1.10. Пример решения первой задачи динамики точки в естественных координатных осях
- •1.11. Алгоритм решения вторых задач динамики точки в декартовой системе отсчета
- •Варианты 6 – 10 (рис. 1.10)
- •Варианты 11 – 15 (рис. 1.11)
- •В Рис. 1.12 арианты 16 – 20 (рис. 1.12)
- •Варианты 21 – 25 (рис. 1.13)
- •Варианты 26 – 30 (рис. 1.14)
- •1.13. Пример выполнения курсового задания д 1
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •2. Колебательное движение точки и тела
- •2.1. Виды колебательных движений материальной точки
- •2.2. Свободные колебания материальной точки
- •2.3. Дифференциальное уравнение движения точки под действием постоянной системы сил, восстанавливающей силы и силы сопротивления движению
- •2.4. Затухающие колебания материальной точки
- •2.5. Апериодическое движение точки
- •2.6. Вынужденные колебания материальной точки под действием постоянной системы сил, восстанавливающей силы и возмущающей силы
- •2.7. Влияние сопротивлений движению на вынужденные колебания материальной точки
- •2.8. Алгоритм решения задач на колебания материальной точки
- •2.9. Пример решения задачи на свободные колебания груза по гладкой наклонной поверхности
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •3.2. Частные случаи относительного движения материальной точки
- •3.3. Принцип относительности классической механики. Инерциальные системы отсчета
- •3.4. Алгоритм решения задач на динамику относительного движения материальной точки
- •3.5. Варианты курсового задания д 2 «Исследование относительного движения материальной точки»
- •3.6. Пример выполнения курсового задания д 2
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •4. Геометрия масс механической системы
- •4.1. Центр масс механической системы
- •4.2. Алгоритм определения кинематических характеристик центра масс механической системы
- •4.3. Моменты инерции твердого тела. Радиус инерции
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •5. Общие теоремы динамики
- •5.1. Теорема о движении центра масс механической системы
- •Следствия из теоремы о движении центра масс
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •5.2. Теоремы об изменении количества движения материальной точки и количества движения механической системы
- •5.2.1. Теорема об изменении количества движения
- •5.2.2. Теорема об изменении количества движения
- •Следствия из теоремы
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •5.3. Теоремы об изменении момента количества
- •5.3.1. Моменты количества движения
- •5.3.2. Теорема об изменении момента количества
- •Следствия из теоремы
- •5.3.3. Кинетический момент механической
- •5.3.4. Теорема об изменении кинетического
- •Следствия из теоремы
- •5.3.5. Варианты курсового задания д 3
- •5.3.6. Пример выполнения курсового задания д 3
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •5.4. Динамика движений твердого тела
- •5.4.1. Динамика поступательного движения твердого тела
- •5.4.2. Динамика вращательного движения твердого тела
- •5.4.3. Динамика плоскопараллельного движения
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •5.5. Теорема об изменении кинетической энергии
- •5.5.1. Работа силы на перемещении точки ее приложения
- •5.5.2. Кинетическая энергия механической системы
- •5.5.3. Варианты курсового задания д 4
- •5.5.4. Пример выполнения курсового задания д 4
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •5.6. Принцип Даламбера для материальной точки и механической системы
- •5.6.1. Принцип Даламбера для несвободной
- •5.6.2. Принцип Даламбера для несвободной
- •5.6.3. Приведение сил инерции точек твердого
- •5.6.4. Варианты курсового задания д 5
- •5.6.5. Пример выполнения курсового задания д 5
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •6. Основные начала аналитической механики
- •6.1. Обобщенные координаты и возможные перемещения тел и точек механической системы
- •6.2. Связи и их классификация. Идеальные связи
- •6.3. Принцип возможных перемещений
- •6.3.1. Варианты курсового задания д 6
- •6.3.2. Пример выполнения курсового задания д 6
- •6.3.4. Пример выполнения курсового задания д 7
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •6.4. Общее уравнение динамики
- •6.4.1. Общее уравнение динамики механической системы
- •6.4.2. Варианты курсового задания д 8
- •6.4.3. Пример выполнения курсового задания д 8
- •Вопросы и задания для самоконтроля
- •6.5. Уравнения Лагранжа второго рода
- •Вопросы и задания экзаменационных билетов
- •Пример ответа на экзаменационный билет
- •Решение
- •Решение
- •Уравнения динамического равновесия:
- •Билет № 2
- •Билет № 3
- •Билет № 4
- •Билет № 5
- •Билет № 6
- •Билет № 7
- •Билет № 8
- •Билет № 9
- •Билет № 10
- •Билет № 11
- •Билет № 12
- •Билет № 13
- •Билет № 14
- •Билет № 15
- •Билет № 16
- •Билет № 17
- •Билет № 18
- •Билет № 19
- •Билет № 20
- •Оглавление
- •Для заметок Для заметок Для заметок
- •644099, Омск, ул. П. Некрасова, 10
- •644080, Омск, пр. Мира, 5
5.6.4. Варианты курсового задания д 5
«Применение принципа Даламбера
к определению реакций связей»
Определить реакции внешних связей механической системы: в заданном положении для вариантов 4, 5, 10, 15, 19, 21 – 30; в момент времени t1 для вариантов 1, 8, 9, 11, 20; в тот момент времени, когда угол поворота имеет значение φ1, для вариантов 2, 3, 6, 7.
На расчетных схемах плоскость OXY (AXY) горизонтальна, плоскость OYZ (AYZ) вертикальна. Расчетные схемы механизмов и необходимые для решения данные приведены в табл. 5.3, в которой ω – угловая скорость; φ0, ω0 – значения угла поворота и угловой скорости в начальный момент времени.
Примечания:
Для варианта 17. Радиус инерции ротора 2 двигателя 3; i3x = 0,10 м.
Для варианта 21. Радиус инерции ротора 2 двигателя 3 ; i3x = 0,12 м.
Для варианта 25. Радиус инерции шкива 3 i3x = 0,18 м.
Для варианта 26. Радиус инерции шкива 3 i3x = 0,22 м.
Для варианта 27. Радиус инерции шкива 3 i3x = 0,15 м.
Для варианта 28. Р = 1300 Н.
Вращающиеся тела, для которых не показан радиус инерции, рассматривать как тонкие однородные стержни или сплошные однородные диски (варианты 6 – 9, 16, 20, 22, 28). На схемах вариантов 1, 8, 9, 16, 17, 20 – 22 указаны внешние моменты М.
Таблица 5.3
Номер варианта |
Расчетная схема механизма |
Исходные данные |
1 |
2 |
3 |
1 |
|
m1 = 20 кг; l = 0,60 м; М = 1,0 Н·м; t1 = 10 c; φ0 = 0о; ω0 = 0 рад/с |
2 |
|
m1 = 25 кг; l = 0,50 м; φ1 = 60о; φ0 = 0о; ω0 = 0 рад/с |
3 |
|
m1 = 40 кг; l = 0,80 м; φ1 = 60о; φ0 = 0о; ω0 = 6,3 рад/с |
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
4 |
|
m1 = 20 кг; l = 0,80 м
|
5 |
|
m1 = 30 кг; m2 = 1,5 кг; r = 0,60 м; R = 0,50 м; b = 0,30 м; с = 0,25 м; d = 0,30 м; ω = 6 рад/с
|
6 |
|
m1 = 40 кг; R = 0,30 м; φ1 = 30о; φ0 = 0о; ω0 = 0 рад/с
|
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
7 |
|
m1 = 20 кг; R = 0,25 м; φ1 = 60о; φ0 = 0о; ω0 = 5,5 рад/с
|
8 |
|
m1 = 50 кг; R = 0,30 м; М = 4,0 Н·м; t1 = 5 c; φ0 = 0о; ω0 = 0 рад/с
|
9 |
|
m1 = 20 кг; m2 = 5 кг; r = 0,60 м; R = 0,50 м; b = 0,30 м; с = 0,25 м; d = 0,30 м; M = 10t Н·м; t1 = 2 c |
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
10 |
|
m1 = 12 кг; m2 = 5 кг; l1 = 0,25 м; b = 0,40 м; с = 0,15 м; ω = 10 рад/с |
11 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 6 кг; r = 0,25 м; b = 0,30 м; с = 0,20 м; d = 0,35 м; ω = 10 рад/с |
12 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 6 кг; R = 0,25 м; r = 0,20 м; b = 0,30 м; с = 0,20 м; d = 0,35 м; ω = 10 рад/с |
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
13 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 6 кг; b = 0,30 м; с = 0,20 м; ω = 10 рад/с |
14 |
|
m1 = 10 кг; b = 0,30 м; с = 0,20 м; d = 0,35 м; ω = 10 рад/с |
15 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 20 кг; b = 0,30 м; с = 0,80 м; d = 0,35 м; ω = 10 рад/с |
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
16 |
|
m1 = 80 кг; m2 = 20 кг; R3 = 0,10 м; М = 100 Н·м |
17 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 20 кг; M = 30 Н·м; R2 = 0,2 м; b = 0,30 м; с = 0,80 м
|
18 |
|
m1 = 10 кг; b = 0,30 м; с = 0,20 м; d = 0,35 м; ω = 10 рад/с |
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
19 |
|
m1 = 12 кг; b = 0,30 м; с = 0,25 м; d = 0,35 м; ω = 8 рад/с |
20 |
|
m1 = 40 кг; R = 0,30 м; M = 3,0 H·м; t1 = 4 c; φ0 = 0о; ω0 = 8 рад/с |
21 |
|
m1 = 100 кг; m2 = 40 кг; m3 = 15 кг; M = 124 H·м; R2 = 0,2 м; b = 0,30 м
|
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
22 |
|
m1 = 80 кг; m2 = 20 кг; R2 = 0,10 м; М = 120 Н·м |
23 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 25 кг; b = 0,30 м; с = 0,20 м; d = 0,35 м; ω = 10 рад/с |
24 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 25 кг; b = 0,20 м; с = 0,35 м; d = 0,30 м; ω = 12 рад/с |
Продолжение табл..5.3
1 |
2 |
3 |
25 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 25 кг; R3 = 0,30 м; r3 = 0,20 м
|
26 |
|
m1 = 80 кг; m2 = 20 кг; R3 = 0,30 м; r3 = 0,20 м; b = 0,20 м; c = 0,30 м
|
27 |
|
m1 = 50 кг; m2 = 20 кг; R3 = 0,25 м; r3 = 0,15 м; b = 0,20 м
|
Окончание табл. 5.3
1 |
2 |
3 |
28 |
|
m1 = 30 кг; m2 = 15 кг; P = 300 H; R3 = 0,25 м
|
29 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 25 кг; m3 = 25 кг; b = 0,20 м; с = 0,35 м; ω = 8 рад/с |
30 |
|
m1 = 10 кг; m2 = 25 кг; b = 0,50 м; с = 0,15 м; ω = 16 рад/с |
