Тема: 10. Теоремы о сложений скоростей и ускорений,
10.1. Теорема о сложении скоростей. Определение скоростей при сложном движении точки.
План занятия. Текущий опрос студентов.
Пример решения задач.
Самостоятельное решение задач.
1. Вопросы для текущего контроля. Дайте определение относительного, переносного и абсолютного движений точки, а также скоростей этих движений.
Как формулируется теорема сложения скоростей точки в сложном движении?
В чем заключается метод проекций для определения абсолютной скорости движения точки?
2. Пример решения задачи. Шары центробежного регулятора Уатта, вращающегося вокруг вертикальной оси с угловой скоростью = 10 с –1, благодаря изменению нагрузки машины отходят от этой оси, имея для своих стержней в данном положении угловую скорость 1 = 1.2 с –1. Найти абсолютную скорость шаров регулятора в рассматриваемый момент, если дана длина стержней = 50 см, расстояние между осями их привеса 2e = 10 см, углы, образованные стержнями с осью регулятора, 1 = 2 = = 30.
Решение:
Рисунок 20.
Подвижную систему отсчёта связываем с частями регулятора, вращающимися вокруг его оси. Переносным движением шаров является их вращение вокруг вертикальной оси с угловой скоростью е = = 10 с –1, а относительным – вращение стержней с шарами вокруг осей их привеса с угловой скоростью r = 1 = 1.2 с –1. Траекторией переносного движения центра каждого шара является горизонтальная окружность с центром на оси регулятора, проходящая через центр шара. Траектория относительного движения – это дуга окружности радиуса , лежащей в плоскости регулятора, с центром на оси привеса стержня.
Радиус окружности переносного движения
см.
Абсолютная скорость центра шара определяется как геометрическая сумма его переносной и относительной скоростей (рисунок 20):
Скорости , направлены по касательным к соответствующим траекториям, а по модулю равны:
Скорости и взаимно перпендикулярны, следовательно, модуль абсолютной скорости будет равен: