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
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-у ’ 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-я |
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