3824

Исследование относительного движения материальной точки

Контрольная

Экономическая теория и математическое моделирование

Кафедра «Теоретической механики» Индивидуальное задание № Вариант № 4 Тема: «Исследование относительного движения материальной точки» Дано: Схема конструкции (рисунок 1) m=0,09 кг Найти уравнение относительного...

Русский

2012-11-07

103 KB

22 чел.

Кафедра «Теоретической механики»

Индивидуальное задание №

Вариант № 4

Тема: «Исследование относительного движения материальной точки»

Дано:

Схема конструкции (рисунок 1); m=0,09 кг;      

Найти уравнение  относительного движения шарика М, а также координату  и давление шарика на стенку канала при заданном

 

 

 

A

O 

М

 

 

Рисунок 1


Свяжем подвижную систему отсчета
Oxyz с вращающимся каналом, совместив ось x c траекторией относительного движения шарика М.

Вращение системы вокруг оси  является переносным движением для шарика М. Относительным движением шарика М является его движение вдоль трубки. В том случае, когда переносное движение является равномерным вращением, относительное движение точки определяется уравнением

                         (1)

К шарику М приложены силы: вес  реакция пружины  и нормальная реакция стенки трубки; эту реакцию можно разложить на две взаимно перпендикулярные составляющие  и .

Присоединяем к силам, действующим на шарик М, переносную центробежную силу инерции  и кориолисову силу инерции , направленные противоположно ускорениям  и . Направление ускорения  найдем по известному правилу. Предположим, что направление относительной скорости  точки М совпадает с отрицательным направлением оси x. В этом случае кориолисова сила инерции  перпендикулярна плоскости xOz и направлена, как показано на рисунке 2

 

 

 

 

A

 

      

O 

 

                  M 

 

 G

y

Рисунок 2

Модули сил инерции определяются по формулам

              (2)

        (3)

Где

               (4)

Основное уравнение относительного движения точки М в данном случае имеет вид

            (5)

Составим дифференциальное уравнение относительного движения шарика М вдоль оси х учитывая, что реакция пружины Р равна произведению коэффициента жесткости на деформацию пружины:

                        (6)

 

 

 

 

                (7)

Однородное уравнение

                (8)

                (9)

Общее решение ищем в виде

           (10)

Подставим вместо  

            (11)

            (12)

          (13)

  

При  

 

Откуда

 


Найдём используя начальные условия:

 При   

Составим уравнения (11) и (12) для :

 

Откуда   

 

 Откуда

Уравнение относительного движения шарика М принимает вид

         (14)

Скорость относительного движения шарика

          (15)

Для определения составляющих реакции стенки трубки и  при  с выразим векторное уравнение (5) в проекциях на оси и .

 ,

Из этих уравнений находим

 

 

Для получения числовых значений  и  необходимо определить проекцию относительной скорости точки , соответствующую значению с:

 

Находим координату при заданном значении

 м

Следовательно, составляющие реакции Н Н.

Реакция стенки трубки

 .

Результаты расчета сводим в таблицу 1.

     Таблица 1

0,198

1,8


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57718. Народна та професійна культура через призму історії України та української літератури першої половини ХІХ століття 128.5 KB
  Українська культура І половини ХІХ століття Художня культура. Народна та професійна культура Українська література. Шевченко - художник Музичні інструменти: кобза бандура Основні поняття: культура народна культура професійна культура етнографія...
57719. Натуральні числа. Геометричні фігури 45.5 KB
  Мета: навчальна закріпити поняття кут елементи кута рівні кути види кутів позначенням кутів; формувати в учнів вміння будувати кут; відпрацювати навички побудови кутів розрізняти кути на готових рисунках і позначати...
57720. Квадратична функція. Квадратні нерівності 462 KB
  Мета уроку: Сприяти узагальненню матеріалу, поглибленню знань. Розвивати мислення, кмітливість, цікавість, оперативність у виконанні вправ, інтерес до навчання. Виховувати вміння працювати колективно.
57721. Квадратні рівняння 72 KB
  Мета: навчальна: перевірити узагальнити систематизувати знання учнів з теми Квадратні рівняння усувати помилки які допускають учні під час розвязування вправ і задач які зводяться до квадратних рівнянь...
57723. Решение квадратных уравнений 169.5 KB
  Нужно знать: определение квадратного уравнения; виды квадратных уравнений; формулы для вычисления дискриминанта; формулы для нахождения корней квадратного уравнения; теорему Виета.
57724. Чарівний світ квадратних рівнянь 90.5 KB
  МЕТА: Узагальнити й систематизувати знання учнів з теми «Квадратні рівняння»; закріпити вміння та навички учнів розв’язувати рівняння різними способами, використовуючи основні формули, теореми Вієта, коефіцієнтів квадратного рівняння...
57725. Квадратні рівняння 151 KB
  Мета: узагальнити та систематизувати знання учнів про квадратні рівняння; продовжувати формувати вміння та навички розвязувати квадратні рівняння; розвивати творчі здібності учнів шляхом розвязування рівнянь різними способами...
57726. Квантовая физика с помощью компьютера. Обработка табличных величин 1.42 MB
  Названия химических элементов текстовая информация: барий вольфрам рубидий. Программы должна дать ответы на вопросы: Какой из химических элементов имеет большую работу выхода электронов...