Файл: Подсолонко, В. А. Технико-экономическая информация в управлении металлургическим предприятием.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.10.2024

Просмотров: 80

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

скорости вс ех точек плоской фигуры.

 

Некоторые частные

случаи

Случай I .

V/) параллельна

Ve (р и с .Н ,д ). В данном

случае перпендикуляры не пересекаются, следовательно, враще­

ния нет, тогда фигура

двинется поступательно, a

Va — V&

Случай 2 . V/) параллельна

VB

и точки приложения Va

и VB лежат на перпендикуляре

к направлению скоростей,

(рис.

II,е )

тогда МЦВ находится из

соотношений:

 

 

 

}jC=-JC

; АВ = СА + ВС

 

 

 

здесь,

для определения

Ve, необходимо

знать Va

и по

величи­

не и по направлению.

 

 

 

 

 

 

 

Л Е К Ц И Я

 

1 4

 

 

 

НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ДИНАМИКИ.

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ

ДВИЖЕНИЯ. ПЕРВАЯ И ВТОРАЯ ЗАДАЧИ ДИНАМИКИ

В динамике изучают механическое движение в связи с сила­ ми вызывающими это движение. Динамика является наиболее круп­

ным и общим разделом теоретической механики, включадщим в

себя и все те сведения, которые известны нам уже из предъиду-

щих разделов. Ввиду краткости курса "механика", имеющего,

целью дать общие представления о предмете, мы ограничимся здесь рассмотрением только некоторых, фундаментальных вопро­ сов динамики.

В качестве одного из таких вопросов рассмотрим понятие о дифференциальных уравнениях движения и их применениях в решении некоторых задач механики.

Возьмем движущуюся под действием силы F точку М (рис.

59



1 2 ,а ) . Нам уже известно, что вектор

полного ускорения W

направлен всегда во внутрь кривизны

траектории. В соответ­

ствии со вторым законом Ньютона сила равна произведению мас­

сы на ускорение,

т .е .

 

произведению скаляра

( т )

на

вектор

( W ) .Следовательно,

 

произведение

т на V / даст

вектор силы

F , направленный всегда по ускорению. Спроектируем вектор­

ное

ранено тво

 

F =

т V /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2-й закон Ньютона)

 

 

 

 

 

на

оси координат.

Вспомним, при этом, что

 

проекции

ускорения

на

оси х,

у и

2

равны

вторым производным

от соответствующих

координат

движущейся

точки

по времени,

т .е .

 

 

 

W x

 

/'

W y =

^ i

;

Щ =-~rS:

 

 

Следовательно,

получим:

 

 

 

 

 

=z

 

 

 

 

dV-

- X ;

 

ott£1 ’ т

с /гг

 

 

 

т с/2Л _

 

т Ъ гг У

;

 

 

 

 

 

эти три уравнения и носят название дифференциальных уравнений

движения.

 

_

 

 

 

Здесь X

- проекция

F

на

ось

X;

У -

проекция

F

на

ось

У;

Z -

проекция

F

на

ось ъ .

На примере следующих двух основных задач динамики рас­

смотрим применение дифференциальных уравнений движения.

 

1

основная задача

динамики

 

 

Первая основная задача динамики формулируется следующим

образом:

даны

кинематические

уравнения движения

точ/.и, т .е .

*=

x(t)

;

У = Ш

;

z = z ( t )

,

 

дана масса точки

т . Требуется

определить

силу

F вызывающую

движение точки (рис. 12, 6) .

Итак, дано: Х= x ( t ) ; У = у [ ^ ) ; Z

X ) } Fn -

60


Запишем дифференциальные уравнения движения:

т = X ; гп ^ =у ; г» < & t=Z

Дифференцируя дважды уравнения движения получим проекции

ускорения точки на соответствующие оси координат т .е .

jy p

/' J r ^

и

.

Подставив в дифференциаль­

ные уравнения массу

t n ~ $

 

и найденные проекции уско­

рения на оси координат,определим

проекции

искомой силы на

оси координат, т .е .

X , У ,

X

.

По проекциям найдем

модуль

искомой силы:

 

 

 

 

/ Х г+ У г+ ?

Зная проекции силы на оси координат и саму силу можно опреде­ лить углы составленные силой и осями координат т .е . направле­ ние искомой силы F .

2-я основная задача динамики

Вторая задача динамики формулируется следующим образом:

дана сила

действующая на точку (в проекциях на оси координат

т .е . X,

У и Z ), дана масса

точки

т ; найти кинематичес­

кое уравнение движения, т .е .

X = X ( t )

-7 у = у ! £ ) ?

& = ? ( £ ) ?

оис.12,в.

Запишем дифференциальные уравнения движения

Для того,

чтобы получить искомые кинематические уравнения

твижения,

выражающие координаты движущейся точки

X , у и Z

как функцию времени, надо дважды интегрировать дифференциаль­

ные уравнения движения.

В результате интегрирования и будут

получены уравнения, вида

X =

X ( t ,

Ct . . .

С(, )

 

У =

У ( t ,

С, ■■■

Сб)

 

z = г ( t , С, . ■ •

Сь)

61


f i u . a z f 2

62

здесь

C j ................. Cg - шесть произвольных постоянных

ин­

тегральных, а

для того,

чтобы их определить

необходимо

знать

(задать)

начальные

условия движения.

В самом

деле,

допустим мы бросим какой-нибудь предмет рукою в определен­

ном направлении, для того чтобы узнать какова будет

даль­

ность

броска,

за сколько времени он долетит до желаемого

места

и т .д . мы должны знать с какой начальной скоростью он

начал лететь,

из каной точки он выброшен и т .д . Другими

словами, для

изучения всякого движения необходимо

знать

начальные условия этого движения.

В качестве начальных условий должны быть заданы началь­

ные координаты точки и начальная

скорость

в проекциях

на

оси координат т .е .

 

 

 

 

 

 

 

 

при "t = 0

> А = Ло ; У =

У0

} Z. =

Z 0 ,

 

 

В процессе

интегрирования дифференциальных уравнений

получим

шесть уравнений вида:

 

 

• •

 

,

 

 

 

Ко =

Хо ( О, C1tCz

Се)

 

 

 

Vo -

Vo (0,C-t,Cz

 

Се)

 

 

 

ZDZo ( О,С, ,CZ - •

Се )

 

 

 

f f c - f '

(

о .

С ,

А А )

 

 

& ■ =

f '

( о , с , , с г А

)

 

4ft —•£' ( о >C i, Сг ,С} )

Из этих шести уравнений и определяются все шесть неизвестных произвольных постоянных C j............. Cg. Подставив затем получен­ ные значения C j.........Cg в уравнения:

X = A ( t ,C i . . . C s)

У = У ( t

,C i - • •Сб)

= ? ( t

, Ci

.Се )

получим искомые кинематические

уравнения движения, т .е .

x = x(t ) ;

 

; z = z ( t j .

63