Задачи на вращательное движение тела

Приступая к решению задач на вращательное движение тела, необходимо иметь в виду, что в технических расчетах и задачах, как правило, угловое перемещение выражается не в радианах ср, а в оборотах N. [c.229]

Задачи на вращательное движение тела [c.325]

Это зфавнение в задачах на вращательное движение тел играет точно такую же роль, как диф, уравнение движения материальной точки (вида m X = 5 Х ) по прямой. С его помощью решаются и первая, и вторая задача динамики. [c.124]

В табл. 15 (раздел Динамика ) приведены с юрмулы, применяемые при решении задач на вращательное движение тела. [c.131]

ЗАДАЧИ НА ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА [c.282]

В этой главе рассмотрены задачи на определение работы, совершаемой постоянной силой, и развиваемой мощности при поступательном и вращательном движении тел (А. И. Аркуша, 1.46 — 1.52). [c.301]

Посмотрим сверху на точки тела, лежащие в одной плоскости, перпендикулярной оси вращения (рис. 1.91). Мы увидим, что при вращении различные точки тела движутся по-разному. Их траектории, скорости, ускорения неодинаковы. Знание движения одной из них не позволяет увидеть всех особенностей движения остальных точек. Поэтому полученные нами характеристики движения одной точки нельзя использовать при описании вращательного движения тела. Нужно искать какие-то другие величины и другие способы описания вращательного движения. Эти величины должны давать сведения о поведении всех точек вращающегося тела. Такую задачу мы будем решать несколько позже. [c.93]

Результаты теории пограничного слоя широко используются для подсчёта сопротивления трения при поступательном движении тел в вязкой среде. Однако эти результаты могут быть использованы также и при изучении отдельных случаев вращательного движения тела при набегании на него потока воздуха 1). Чтобы это показать, рассмотрим предварительно следующую. задачу. [c.293]

Рассмотрим задачу в наиболее простой постановке. Пусть тело обладает осевой симметрией, движение совершается на малых углах атаки, демпфирование отсутствует. Тогда система уравнений вращательного движения тела (1.39) сводится к одному уравнению [c.50]

Первый вопрос. Почему в книге, посвящённой исследованию движения тела в атмосфере, рассматривается задача идентификации вращательного движения аппарата на внеатмосферном участке полёта Вектор состояния в задаче спуска включает в себя характеристики тела и начальные условия движения и имеет весьма большую размерность. Понизить размерность можно только, произведя декомпозицию задачи. Представим вектор состояния следующим образом [c.156]

В классической небесной механике теория движения небесных тел около центра масс развивалась применительно к конкретным телам (Луна, Земля) [94], что позволило сделать ряд упрощений, отсутствующих в общем случае при этом рассматривалось в основном влияние гравитационных моментов. Сложность задачи о вращательном движении искусственных космических объектов обусловливается произвольностью формы и распределения масс объекта, произвольностью начальных данных, многочисленностью факторов, влияющих на движение. Кроме гравитационных моментов следует учитывать еще аэродинамические и электромагнитные моменты, диссипативные эффекты, связанные с трением оболочки спутника об атмосферу и взаимодействием металлической оболочки с магнитным полем Земли влияние эволюции орбиты спутника, влияние моментов сил светового давления на космический объект, движущийся по межпланетной орбите, и т. д. Отметим также, [c.10]

При вращательном движении тела все его точки движутся по окружностям, центры которых расположены на одной неподвижной прямой (ось вращающегося тела). Очень важно при решении задач, приведенных в этой главе, ясно представлять зависимость между угловыми величинами Ф, (О и 8, характеризующими вращательное движение тела, и линейными величинами 5, V, й( и йп, характеризующими движение различных точек этого тела (рис. 205). [c.198]

Задача динамики абсолютно твердого тела — изучить движение тела в зависимости от действующих на него сил. Как следует из предыдущего рассмотрения, произвольное движение твердого тела можно свести к поступательному и вращательному. При поступательном движении траектории всех точек тела одинаковы, и для описания этого движения используются такие понятия, как масса, импульс, сила. При изучении вращательного движения тела этих понятий оказывается недостаточно. [c.21]

Г. Основной задачей динамики вращательного движения является определение угловых координат точек вращающегося тела в любой момент времени по известным начальным угловым координатам, угловым скоростям и по заданным моментам внешних сил, действующих на тело. [c.66]

Задачи, относящиеся к вращательному движению твердого тела вокру неподвижной оси, можно разделить на три основных типа [c.163]

Задачи, решаемые при помощи уравнения (227), т. е. на основании теоремы о зависимости между кинетической энергией системы и мощностью действующих иа систему сил. Уравнение (227) следует применять в тех случаях, когда требуется найти (либо, наоборот, задано) ускорение тела — линейное (при поступательном движении тела) или угловое (при вращательном движении). [c.360]

На основании теории движения твердого тела можно утверждать, что относительным движением в этом случае будет вращательное движение вокруг центра колеса О. Найдем скорость этого движения. Воспользуемся той частью условия задачи, где сказано, что колесо катится по рельсу без скольжения. На основании определения понятия качения без скольжения ( 66) приходим к выводу, что абсолютная скорость точки С касания колеса и рельса равна нулю. Следовательно, переносная у и относительная у скорости точки С колеса равны по величине и противоположны по направлению (рис. 51). Значит, относительная скорость точки С равна по величине Уо, так как Уо — переносная скорость. [c.139]

Указания к решению задач. Задачи, относящиеся к вращательному движению твердого тела вокруг неподвижной оси, можно разделить на три основные типа 1) определение угла поворота, угловой скорости и углового ускорения тела 2) определение линейных скоростей и ускорений точек вращающегося тела 3) задачи, относящиеся к передаче вращательного движения от одного тела к другому (зубчатые и ременные передачи). [c.302]

Задачи на определение линейных или угловых ускорений тел при их движении. Здесь возможно использование диф. уравнений вращательного или плоского движения тел, уравнений Лагранжа 2-го рода, общего уравнения динамики, теоремы об изменении кинетической энергии в дифференциальной форме. [c.120]

С помощью этой теоремы решаются задачи на определение углового ускорения тел вращения, на определение закона изменения их угловой скорости и уравнения вращательного движения. Отдельно можно выделить задачи на колебания физических маятников и на выполнение закона сохранения кинетического момента системы тел относительно оси вращения. [c.124]

Кинетический момент н кинетическая энергия тела, имеющего неподвижную точку. Согласно теореме Шаля произвольное перемещение твердого тела можно разбить на поступательное и вращательное. Таким образом, эта теорема указывает на возможность разделения задачи о движении твердого тела на две отдельные части, одна из которых касается только поступательного движения, а другая — только вращательного. В том случае, когда одна точка тела неподвижна, такое разделение является очевидным, так как в этом случае имеется только одно вращательное движение вокруг неподвижной точки, а поступательное движение отсутствует. Однако и в более общих случаях движения такое разделение часто оказывается возможным. Шесть координат, описывающих движение тела в соответствии с таким разделением, уже были нами рассмотрены. Это —три декартовы координаты некоторой фиксированной точки твердого тела (они описывают посту-пательное движение) и, например, три угла Эйлера, служащие для описания движения тела вокруг этой точки. Если начало подвижной системы выбрать в центре масс тела, то согласно уравнению (1.26) полный кинетический момент его распадается на две части одну [c.163]

Потенциальную энергию тоже часто удается разделить на две подобные части, из которых одна содержит только координаты, соответствующие поступательному движению, а другая — только угловые координаты. Так, например, гравитационная потенциальная энергия зависит только от вертикальной декартовой координаты центра тяжести ). Аналогично, если сила вызывается однородным полем В, действующим на диполь с магнитным моментом М, то потенциал пропорционален произведению M B, зависящему только от ориентации тела. Вообще почти все практически встречающиеся задачи допускают такое разложение. В этом случае рассматриваемая задача распадается на две, так как лагранжиан L — T—V разбивается при этом на две части, одна из которых содержит только поступательные координаты, а другая — только угловые. Эти две группы координат будут тогда полностью разделены, и задачи о поступательном и о вращательном движении можно решать независимо друг от друга. Поэтому важно получить выражения для кинетического момента и кинетической энергии тела, имеющего неподвижную точку. [c.164]

Ответ. Если положить шары рядом на наклонную плоскость и отпустить их, то медный шар, скатываясь, отстанет от алюминиевого, так как при вращательном движении ускорение определяется не массой тела, а моментом инерции. У медного шара момент инерции больше, так как его элементы в среднем дальше удалены от оси вращения. Это одно из решений, другое - см. ответ на задачу 11.20. [c.155]

Там рассматривается задача о вращении Земли около ее центра масс под воздействием сил притяжения к Солнцу и Луне. Оперируя моментами инерции, Даламбер вводит главные оси инерции тела, выявляет в рассматриваемой им астрономической задаче наличие малых колебаний (нутационного движения) тела (Земли) около движущейся но конусу прецессии оси вращения и дает полное динамическое объяснение известного со времен Гиппарха явления предварения равноденствий. Все это — результаты первостепенной важности, и все-таки это еще не общая теория вращательного движения твердого тела. Кинематика и динамика проблемы у Даламбера не отделены друг от друга. В 60-е годы Даламбер в работе О движении тела произвольной формы под действием любых сил ставит перед собой задачу дать общую теорию, но по сути добавляет только более систематизированное изложение вопроса о малых колебательных движениях твердого тела относительно центра инерции (на основе линеаризованных уравнений). [c.154]

Букуа выделил также ряд задач, где необходимо учитывать непрерывное изменение масс системы. В случае вращательного движения тела это, в частности, задача о скатывании снежного кома при непрерывном налипании на него снежинок. Практическое значение имеют указанные Букуа задачи о движении машин с изменяющимися скоростями частей, с перемещением каких-либо посторонних масс на отдельных участках. Сюда относится динамика разнообразных водоподъемных машин, водяных двигателей, землечерпалок, транспортеров и т. п. [c.33]

Задача о составлении потенциала скоростей возмущенного движения 9 сводится, таким образом, к определению гармонических, убывающих в бесконечности до нуля функций <в , каждая из которых, кроме того, удовлетворяет своему граничному условию (80) на поверхности о. Функции имеют простой физический смысл. Как это следует из (80), функции Ра и з в каждый данный момент времени представляют потенциалы скоростей того возмущенного движения жидкости, которое возникает при поступательном движении рассматриваемого тела с единичной скоростью, параллельной, соответственно, осям Ох, Оу нли Ог функции срд и аналогично представляют потенциалы возм5 щений от чисто вращательных движений тела также с единичными угловыми скоростями вокруг осей Ох, Оу н Ог. [c.438]

Современная школьная математика построена на теоретико-множественной основе. Большое значение придается применению логико-множественной символики при оформлении всех математических записей (доказательств теорем, решений задач). Введен ряд новых понятий и терминов. Уже начиная с 7-го класса вводятся понятие вектор и правила действий над векторами к моменту окончания школы учащихся знакомят с началами математического анализа, им дают определение и законы равнопеременного прямолинейного двия ения, учат по заданному уравнению прямолинейного движения точки (или вращательного движения тела) определять скорость и ускорение точки (и соответс1венно угловую скорость и угловое ускорение тела) и т. д. [c.37]

Итак, соединяя все сказанное о движении свободного твердого тела, заключаем, что движение свободного тела слагается аз двух движенай поступательного со скоростью центра тяжести и вращательного, Поступательное движение определится как дваженае материальной тонка, помещенной в центре тяжести, в которой сосредоточена вся масса тела а на которую действует равнодействующая всех сил, перенесенных в центр тяжести. Что касается вращательного движения, то оно будет совершаться так как будто центр тяжести неподвижен, а тело находится под действием пары, полученной при упомянутом перенесении сил. Если пары нет, то задача о вращательном движении решается приемом, указанным Пуансо. [c.592]

При изучении темы ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ ТЕЛА вы научитесь решать простые задачи кинематики тела. В таких задачах вводятся векторные величины — угловая скорость и) и угловое ускорение 8. Важно попять, что для врапдательпого движения тела эти векторы постоянно направлены по оси врапдепия. При сферическом движении ( 10.1) векторы угловой скорости и углового ускорения могут лежать на разных прямых, и направления их в обпдем случае зависят от времени. [c.149]

Заметим, что уравнения движения для поступательного (второй закон Ньютона) и вращательного (уравнение моментов) движений имеют одинаковую структуру с той лишь разницей, что. в уравнении моментов вместо линейного стоит угловое ускорение, вместо суммарной силы - суммарный момент сил, а вместо массы тела - его момент инерции относительно оси вращения. (Такое формальное и смысловое соответстзие величин и формул, описывающих поступательное и вращательное движение тела, можно проследить и далее - см. таблицу на с. 70.) Поэтому для тела, вращающегося относительно оси, можно ставить и решать такие же задачи, что и для движения материальной точки или поступательного движения тела. Например, прямая задача в случае вращательного движения, т.е. нахождение кинематического закона вращения (p t), состоит в решении дифференциального уравнения (19.11) при заданных начальных условиях <р(й)=ро и u,(0)= u . (Рекомендуем забежать вперед и сопоставить решения задач о свободных колебаниях пружинного и физического маятников в 36). [c.65]

Далее, движение центра масс тела можно при опрелглениых условиях разделить на три движения в трех взаимно-перпендикулярных плоскостях - продольной, боковой и поперечной. При малых отклонениях движения центра. масс ЛА от программной траектории эти три движения оказываются практически независимыми, что, в частности, (юзволяет строить систе. 1у стабилизации движения центра масс в виде трех независимых каналов продольной, боковой и нормальной стабилизации. Аналогичным образом в случае малости отклонений параметров ориентации ЛА (например, углов Эйлера) от их программных значен и1 вращательное движение ЛА можно разделить на три практически независимых вращения вокруг соответствующих осей. Это обстоятельство позволяет построить систему угловой стабилизации ЛА (решающую задачу обеспечения вращательного движения ЛА по [c.36]

Задача 479. По проекту Циолковского, для создания искусственной тяжести на обитаемых искусственных спутниках, имеющих форму кольца (тора), предполагается им сообщить вращательное движение вокруг оси симметрии. Определить период такого вращения, необходимый для того, чтобы находящиеся на нем тела имели земной вес, если их расстояния до оси вращения равны 39,2 м ( = 9,8 Mj eK-). [c.185]

Т. е. не закручен. Таким образом, внешними силами, действующими на рассматриваемую систему, состоящую из пла(тформы А и точки К, являются силы тяжести Р = 9mg, Q = mg и реакция упругого стержня (произвольно направленные силы и момент). Так как основыное тело — платформа — совершает вращательное движение вокруг оси 00], для решения задачи применим теорему [c.204]

Впрочем, ясно, что эти уравнения содержатся в тех уравнениях, которые были найдены нами в общем случае в п. 3 и 9 отд. III для равновесия любой свободной системы тел. В самом деле, так как вследствие несгибаемости стержня расстояния между телами не могут изменяться, то отсюда следует, что равновесие будет иметь место, если будут уничтожены поступательные и вращательные движения следовательно, исходя уже из одних этих соображений, можно было бы предыдущую задачу разрешить на основании формул, приведенных в указанных выше пунктах нам, однако, показалось в данном случае небесполезным дать непосредственное решение, основанное на частных условиях задачи. [c.180]

В 1850 г. в Эдинбургском королевском обществе Максвеллом был прочитан доклад О равновесии упругих тел ( Оп the equilibrium of elasti solids ). Автор начинает в нем с критики теории малого числа упругих постоянных, ссылаясь при этом на работу Стокса ), и выводит уравнения равновесия изотропных тел, применяя две упругие постоянные. Он использует затем уравнения для рассмотрения некоторых частных задач. Большая часть их была уже решена раньше другими авторами, но никто из них до сих пор еще не уделял такого внимания опытной проверке теоретических результатов. Он останавливается на случае полого цилиндра, наружная поверхность которого неподвижна, внутренняя же поверхность приводится во вращательное движение на малый угол ой парой, момент которой равен р. . Используя уравнения равновесия в полярных координатах, он без труда показывает, что в этих условиях возникают касательные напряжения и что их величина обратно пропорциональна квадрату расстояния рассматриваемой точки от оси цилиндра. [c.323]

Хорошо известно, что спутник, стабилизируемый при помощи вращения, подчас оказывается в положении, называемом положением захвата ). Физически это явление возникает из-за нелинейных эффе1 тов механизма рассеяния энергии, обычно присущих космическому аппарату. В настоящее время известно несколько сообщений [1—4], касающихся изучения соответствующей задачи при определенном выборе модели устройств, при помощи которых осуществляется рассеяние энергии. По-видимому, самой ранней из та1 их работ, посвященных рассмотрению указанной задачи применительно к спутнику с двойным вращением, была статья Клутье [3]. Одна из любопытных особенностей того процесса захвата, который разобрал Клутье, состоит в следующем захват данного рода не возникает, когда устройство для рассеяния энергии установлено на основном теле спутника, — теле, полностью лишенном вращательного движения именно этот случай имеет место для спутников типа орбитальной солнечной обсерватории (ОСО), которые здесь рассматриваются. [c.28]

Решение трехмерной контактной задачи о вдавливании в пьезоэлектрическое полупространство плоского эллиптического штампа рассмотрено в работе [36] при условии, что вне области, занятой штампом, механические нагрузки отсутствуют, в области основания эллиптического штампа касательные напряжения нулевые, а нормальное напряжение неизвестно и должно быть определено при решении задачи. При таких условиях равновесие штампа возможно только при действии на него сжимаю-ш,ей силы и моментов, равнодействующие которых определяются из условий равновесия штампа. Краевое усилие для перемещения т точек площадки штампа определяется через перемещение штампа как жесткого тела и принимается в виде ш б-сОуХ+и у, где 6 поступательное, аш ,иу —вращательные движения штампа. При формулировке граничных условий для электрических полей рассмотрены два варианта их задания [c.596]

Резонансные режимы движения, возникающие при спуске тела в атмосфере, приводят к значительным отклонениям параметров траектории от номинальных (нерезонансных) значений. Анализ возмущённого движения тела с малой инерционно-аэро-динамической асимметрией, очевидно, следует проводить на основе исследования резонансных режимов. Наибольшее влияние на движение тела оказывают, как правило, резонансы низких порядков резонанс крена и главный вращательный резонанс. Отклонение параметров траектории от номинальных значений, в частности пространственного угла атаки и угловой скорости крена ойх, может исключить возможность нормального функционирования парашютной системы или привести к неравномерному обгару теплозащитного покрытия. Одной из важных является задача выбора сочетания геометрических и инерционно-массовых [c.139]

Применение к задачам переориентации асимметричного твердого тела [Воротников, 1994а, 1998]. Строгое решение задач оптимального управления вращательным движением твердого тела затруднено и часто их разбивают на два этапа [c.153]

Указания. Задача К2 — на исследование вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси. При решении задачи учесть, что когда два колеса находятся в заценлении, скорость точки зацепления каждого колеса одна и та же, а когда два колеса связаны ременной передачей, то скорости всех точек ремня и, следовательно, точек, лсжаиитх на ободе каждого из этих колес, в данный момент времени численно одинаковы при этом считается, что ремень по ободу колеса не скользит. [c.36]

В то время как колебания молекул определяют грубую структуру колебательных спектров, их тонкая структура обусловливается вращением молекул, которое обнаруживается непосредственно о вращательных спектрах. Колзба-ния и вращение в молекулах тесно связаны между собой и поэтому естественно, что их следует изучать совместно. Данные о колебательном и вращательном движении молекул, основным источником получения которых являются колебательные и вращательные спектры, необходимы для решения целого ряда важнейших физико-химических задач. Колебания и вращзния, играют большую роль при течении химических реакций, при обмене энергии между возбужденными молекулами, они существенным образом сказываются на термодинамических свойствах вещества. Исследование изменения колебательного и вращательного движения молекул под влиянием их взаимодействия с окружающими молекулами в жидких и твердых телах является одним из методов изучения природы жидкого и твердого состояния. [c.5]

Система переменных Андуайе - Депри не разбивается на позиционную и чисто импульсную составляющие подобно углам Эйлера и сопряженным им каноническим импульсам. Однако они очень удобны для применения метода теории возмущений, так как связаны с компонентами кинетического момента. В двух наиболее известных интегрируемых (невозмущенных) задачах динамики твердого тела — случаях Эйлера и Лагранжа — переменные С и Ь соответственно являются интегралами движения. Сходные системы оскулирующих элементов , не обязательно являющихся каноническими, использовались еще Пуассоном, Шарлье, Андуайе и Тиссераном при построении теорий физической либрации Луны и вращательного движения планет в небесной механике. Их введение в этом веке А. Депри в работе [71] преследовало цель прояснить фазовую геометрию случая Эйлера (см. 2 гл. 2) и позволило осознать их универсальный характер в динамике твердого тела — они использовались для применения методов качественного анализа в [92], где называются специальными каноническими переменными, и для численных исследований [28]. [c.47]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...