МегаПредмет

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Игровые автоматы с быстрым выводом


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Задание Д-9. Исследование плоского движения





Твердого тела

Определить максимальную величину постоянной силы ,под дей­ствием которой колесо массой катится без скольжения по неподвижной опорной плоскости. Найти также для этого случая уравнение движения центра масс C колеса,если в начальный момент времени координата искорость центра С равны нулю ( = 0; ). Варианты задания показаны на рис. 41−45, а необходимые для решения данные приведены в табл. 8.

В задании приняты следующие обозначения: − радиус инерции колеса относительно центральной оси, перпендикулярной к его плос­кости; Rи r − радиусы большой ималой окружностей колеса;

коэф­фициент сцепления; δ коэффициент трения качения.

Колеса, для которых радиусы инерции не указаны, считать сплошными однородными дисками.

Пример выполнения задания (рис. 46). Дано: т= 250 кг;

R = 50 см; r = 25 см; = 40 см; α= 20°; β= 30°; = 0,25; δ = 0,012 м (рис. 46, а).

Решение. Колесо, являющееся объектом исследования, совершает плоское движение, находясь под действием силы тяжести ,нормаль­ной реакции опорной плоскости, силы , силы сцепления и момента трения качения (рис. 46, б) .

При составлении дифференциальных уравнений движения колеса следует считать моменты сил и пар сил положительными, если они способствуют вращению колеса. Силу сцепления , когда не ясно, куда она направлена, можно направлять в любую сторону. Действительное направление этой силы устанавливается в процессе решения задачи.

Дифференциальные уравнения плоского движения колеса составляются в форме

 

Рис. 41

Рис. 42

Рис. 43

Рис. 44

Рис. 45

и в рассматриваемом случае имеют вид:

; (1)

; (2)

. (3)

За положительное направление для моментов принято направление по ходу часовой стрелки, т. е. в ту сторону, куда будет вращаться колесо при движении центра С от оси .

Поскольку ясно, что и , то из уравнения (2) получим

.

Момент трения качения, действующий со стороны опорной плоскости, определяется следующим образом:

.

Поэтому уравнения (1) и (3) содержат четыре неизвестные величины ( и ), и , следовательно, необходимо найти еще одно

соотношение, связывающее эти величины. Для этого учтем, что (так как центр C движется прямолинейно) и что при качении без скольжения в точке К находится мгновенный центр скоростей колеса.

Тогда угловая скорость колеса , а его угловое ускорение . При этом уравнение (3) принимает следующий

 

 

Рис. 46

вид

(4)

 

Для исключения разделим уравнение (1) на (4):

 

,

откуда

. (5)

 

Заметим, что выражение (5) дает возможность судить о правиль­ности выбранного направления силы сцепления. Приближение силы Pк своему предельному значению (искомой величине) сопровожда­ется, естественно, возрастанием силы сцепления. Поэтому в выра­жении (5), приведенном к виду , коэффициент aдолжен быть положительным. В нашем случае

т. е. направление силы сцепления на расчетной схеме указано верно.

В противном случае следует изменить направление на противоположное и внести соответствую­щие изменения в дифференциальные уравнения (1) − (3).

Максимальное значение силы сцепления:

).

Подставляя максимальное значение в уравнение (5) , найдем максимальное значение силы , при действии которой колесо катится без скольжения:

или

 

Н.

Сила сцепления



 

Н.

 

Дифференциальное уравнение движения центра колеса

или

,

откуда

м/с2.

 

Дважды интегрируя это дифференциальное уравнение, находим:

Подставляя начальные условия ( ; = 0; в полученные уравнения, определяем значения постоянных интегрирования:

и .

Следовательно, уравнение движения центра колеса

(м).

 

Ответ: Н ; (м).

 

 





©2015 www.megapredmet.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.