va = vr + ve, aa = ar + ae + ac = arτ + arn + aeτ + aen + ac Так как векторы vr и ven взаимно перпендикулярны, то в момент t1 = 1c:
.
Для вычисления aa спроецируем (2.95) на координатные оси x, y, z. Для момента t1 = 1c получаем:
aax = arxτ + arxn + aexτ + acx = -aeτ - ac = -72,9 (см/с2)
aay = aryτ + aeyn + aeyτ + acy = -arτcos = -16,4(см/с2)
aaz = arzτ + aezn + aezτ + acz = -arτcos - aen = -44,1(см/с2)
Находим значение aa в момент t1=1c:
3.Задания для самостоятельного решения в аудитории №№ 23.1, 23.5, 23.9 [1].
12.2.4. Занятие № 21,22
Тема: 11. Дифференциальные уравнения движения материальной точки. Решение первой задачи динамики.
План занятия. Текущий опрос студентов.
Пример решения задач.
Самостоятельное решение задач.
1. Вопросы для текущего контроля. Какое уравнение называется основным уравнением динамики?
Как записываются дифференциальные уравнения движения в декартовых координатах?
Как записываются дифференциальные уравнения движения в естественных координатах?
Как формируется прямая задача динамики? Записать её математически.
2. Пример решения задачи. Горизонтальная платформа, на которой лежит груз весом 1.02 кг, опускается вертикально вниз с ускорением 4 м/с2. Найти давление, производимое грузом на платформу во время их совместного спуска.
Решение:
Рисунок 21.
К грузу приложена одна активная сила – его вес . Применив закон освобождаемости от связей, мысленно отбросим дно платформы, заменив его действие реакцией , направленной вертикально вверх. Направим ось x вертикально вниз в сторону движения (рисунок 21). Запишем дифференциальное уравнение движения груза в проекциях на ось х: ma = P – N,
Отсюда: N = P – ma = 1.02 9,8 – 1.02 4 = 5.92 Н.
Следовательно, N = 5.92 Н.
Т.о. давление, оказываемое грузом на платформу также равно 5.92 Н.
Ответ:5.92 Н.
Пример решения задачи. Движение материальной точки, массой 2 кг выражается уравнениями
, где t выражено в секундах.
Определить проекции силы, действующей на точку, в зависимости от её координат.
Решение: Движение материальной точки заданно в прямоугольной системе координат. Дифференциальные уравнения движения материальной точки записываются:
.
Т.к. заданы уравнения движения материальной точки, можно найти её ускорения в проекциях на оси координат:
.
Подставим эти значения в дифференциальные уравнения движения:
.
Подставим численные значения, получим:
.
Ответ: .
3. Задания для самостоятельного решения в аудитории №№ 26.2, 26.10, 26.13, 26.16, 26.30 [1].