
- •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
Билет № 17
Теоретическая часть
Задание 1. Сформулировать определение понятия «амплитуда свободных колебаний точки».
Задание 2. Сформулировать определение термина «инерциальная система отсчета».
З
Рис. 17.1
Плоский механизм
состоит из трех тел. Тела 1, 2 имеют
одинаковые размеры (O1A
= O2B
= r1
= r2
= r)
и совершают вращательные движения с
постоянными угловыми скоростями ω1
= ω2
= ω. По гладкому каналу, выполненному в
теле 3, перемещается точка М массой m.
Записать дифференциальное
уравнение относительного движения
точки М.
Задание 4. Записать формулы для определения проекций вектора ускорения центра масс механической системы на координатные оси.
Задание 5. Сформулировать второй закон динамики (закон пропорциональности силы и ускорения).
Задание 6. Сформулировать второе следствие из теоремы о движении центра масс механической системы.
Задание 7. Записать в векторной форме формулу, выражающую теорему об изменении момента количества движения материальной точки.
Задание 8. Записать формулу для определения кинетической энергии материальной точки.
Задание 9. Записать формулу для определения момента сил инерции при вращении тела относительно оси, проходящей через его центр масс.
Задание 10. Сформулировать определение понятия «идеальные связи».
Практическая часть
Рис. 17.2
Движущаяся механическая
система состоит из четырех тел.
Геометрические параметры тел известны.
l3
– длина стержня 3. Центр масс тела 1
имеет скорость V.
Jc3x3
– момент инерции тела 3 относительно
оси, проходящей через его центр масс.
Определить кинетическую
энергию тела 3 массой m3
в зависимости от скорости V
и геометрических параметров механизма.
Рис. 17.3
На плоскую механическую
систему, состоящую из двух тел, действуют
активные нагрузки Р1,
Р2,
q,
М.
Используя принцип
возможных перемещений, определить
горизонтальную составляющую реакции
внешней связи в точке В.
Рис. 17.4
Механическая система,
состоящая из ступенчатого диска 1 массой
m1,
грузов 2, 3 массами m2,
m3,
невесомого стержня 4 и нити, приходит
в движение из состояния покоя. М1
– активный момент; R1,
r1
– радиусы тела 1; Jc1x1
– момент инерции тела 1 относительно
оси, проходящей через его центр масс.
Используя принцип
Даламбера, составить уравнения
динамического равновесия механической
системы.
Рис. 17.5
На механическую
систему, состоящую из трех тел, наложены
идеальные связи. Известны геометрические
параметры системы. Под действием
активных нагрузок механическая система
движется из состояния покоя.
Дано: m1,
m2,
m3
– массы тел; Jc2x2,
Jc3x3
– моменты инерции тел 2, 3 относительно
осей, проходящих через их центры масс;
Р – активная сила.
Составить общее
уравнение динамики механической
системы.