Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Примеры решения задач. Движение точки задано уравнениями (х, у — в метрах, t — в секундах).

Задача 2.1.

Движение точки задано уравнениями (х, у — в метрах, t — в секундах).

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Определить траекторию, скорость и ускорение точки.

Решение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.9. К задаче 2.1

Для определения траектории исключаем из уравнений движения время t. Умножая обе части первого уравнения на 3, а обе части второго — на 4 и почленно вычитая из первого равенства второе, получим: Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемили Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Следовательно, траектория — прямая линия, наклоненная к оси Ох под углом α, где Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением(рис. 2.9).

Определяем скорость точки. По формулам (2.1) получаем:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Теперь находим ускорение точки. Формулы (2.1) дают:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Направлены векторы Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемвдоль траектории, т. е. вдоль прямой АВ. Проекции ускорения на координатные оси все время отрицательны, следовательно, ускорение имеет постоянное направление от В к А. Проекции скорости при 0 1 с) обе проекции скорости отрицательны и, следовательно, скорость направлена от В к А, т. е. так же, как и ускорение.

Заметим, наконец, что при Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением; при Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением(точка В); при Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением; при Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемзначения Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемрастут по модулю, оставаясь отрицательными.

Итак, заданные в условиях задачи уравнения движения рассказывают нам всю историю движения точки. Движение начинается из точки О с начальной скоростью Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми происходит вдоль прямой АВ, наклоненной к оси Ох под углом α, для которого Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. На участке OB точка движется замедленно (модуль ее скорости убывает) и через одну секунду приходит в положение В (4, 3), где скорость ее обращается в нуль. Отсюда начинается ускоренное движение в обратную сторону. В момент Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемточка вновь оказывается в начале координат и дальше продолжает свое движение вдоль ОА, Ускорение точки все время равно 10 м/с 2 .

Задача 2.2.

Движение точки задано уравнениями:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

где Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, ω и u — постоянные величины. Определить траекторию, скорость и ускорение точки.

Решение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.10. К задаче 2.2

Возводя первые два уравнения почленно в квадрат и складывая, получаем

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Следовательно, траектория лежит на круглом цилиндре радиуса R, ось которого направлена вдоль оси Oz (рис. 2.10). Определяя из последнего уравнения t и подставляя в первое, находим

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Таким образом, траекторией точки будет линия пересечения синусоидальной поверхности, образующие которой параллельны оси Оу (синусоидальный гофр) с цилиндрической поверхностью радиуса R. Эта кривая называется винтовой линией. Из уравнений движения видно, что один виток винтовой линий точка проходит за время Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, определяемое из равенства Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. При этом вдоль оси z точка за это время перемещается на величину Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, называемую шагом винтовой линии.

Найдем скорость и ускорение точки. Дифференцируя уравнения движения по времени, получаем:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Стоящие под знаком радикала величины постоянны. Следовательно, движение происходит с постоянной по модулю скоростью, направленной по касательной к траектории. Теперь по формулам (2.1) вычисляем проекции ускорения;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Итак, движение происходит с постоянным по модулю ускорением, Для определения направления ускорения имеем формулы:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением,

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением,

где α и β —углы, образуемые с осями Ох и Оу радиусом R, проведенным от оси цилиндра к движущейся точке. Так как косинусы углов α1 и β1 отличаются от косинусов α и β только знаками, то отсюда заключаем, что ускорение точки все время направлено по радиусу цилиндра к его оси.

Заметим, что хотя в данном случае движение и происходит со скоростью, постоянной по модулю, ускорение точки не равно нулю, так как направление скорости изменяется.

Задача 2.3.

На шестерню 1 радиуса r1 действует пара сил с моментом m1 (рис. 46, а). Определить момент m2 пары, которую надо приложить к шестерне 2 радиуса r2, чтобы сохранить равновесие.

Решение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.11. К задаче 2.3

Рассмотрим сначала условия равновесия шестерни 1. На нее действует пара с моментом m1, которая может быть уравновешена только действием другой пары, в данном случае пары Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Здесь Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— перпендикулярная радиусу составляющая силы давления на зуб со стороны шестерни 2, a Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— тоже перпендикулярная радиусу составляющая реакции оси А (сила давления на зуб и реакция оси А имеют еще составляющие вдоль радиуса, которые взаимно уравновешиваются и в условие равновесия не войдут). При этом, согласно условию равновесия (17), Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Теперь рассмотрим условия равновесия шестерни 2 (рис. 46, б). По закону равенства действия и противодействия на нее со стороны шестерни 1 будет действовать сила Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, которая с перпендикулярной радиусу составляющей реакции оси В образует пару Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемс моментом, равным -Q2r2. Эта пара и должна уравновеситься приложенной к шестерне 2 парой с моментом m2; следовательно, по условию равновесия, Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Отсюда, так как Q2=Q1 находим m2=m1/r2r1.

Естественно, что пары с моментами m1 и m2 не удовлетворяют условию равновесия , так как они приложены к разным телам.

Полученная в процессе решения задачи величина Q1 (или Q2) называется окружным усилием, действующим на шестерню. Как видим, окружное усилие равно моменту вращающей пары, деленному на радиус шестерни: Q1=m1/r1 =m2/r2.

Задача 2.4.

Человек ростом h удаляется от фонаря, висящего на высоте H, двигаясь прямолинейно со скоростью Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. С какой скоростью движется конец тени человека?

Решение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.12. К задаче 2.4

Для решения задачи найдем сначала закон, по которому движется конец тени. Выбираем начало отсчета в точке О, находящейся на одной вертикали с фонарем, и направляем вдоль прямой, по которой движется конец тени, координатную ось Ох (рис. 2.12). Изображаем человека в произвольном положении на расстоянии x1 от точки О. Тогда конец его тени будет находиться от начала О на расстоянии х2.

Из подобия треугольников ОАМ и DAB находим:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Это уравнение выражает закон движения конца тени М, если закон движения человека, т.е. Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, известен.

Взяв производную по времени от обеих частей равенства и замечая, что по формуле (2.1) Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, где Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— искомая скорость, получим

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Если человек движется с постоянной скоростью ( Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением), то скорость конца тени М будет тоже постоянна, но в Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемраз больше, чем скорость человека.

Обращаем внимание на то, что при составлении уравнений движения надо изображать движущееся тело или механизм в произвольном положении. Только тогда мы поучим уравнения, определяющие положение движущейся точки (или тела) в любой момент времени.

Задача 2.5.

Определить траекторию, скорость и ускорение середины М шатуна кривошипно-ползунного механизма (рис. 2.13), если OA=AB=2b, а угол Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемпри вращении кривошипа растет пропорционально времени: Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.13. К задаче 2.5.

Начинаем с определения уравнений движения точки М. Проводя оси и обозначая координаты точки М в произвольном положении через х и у находим

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Заменяя Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемего значением, получаем уравнения движения точки М:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Для определения траектории точки М представим уравнения движения в виде

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Возводя эти равенства почленно в квадрат и складывая, получим

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Итак, траектория точки М — эллипс с полуосями 3b и b.

Теперь по формуле (2.1) находим скорость точки М:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Скорость оказывается величиной переменной, меняющейся с течением времени в пределах от Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемдо Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Далее по формулам (2.1) определяем проекции ускорения точки М;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением,

где Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— длина радиуса-вектора, проведанного из центра О до точки М. Следовательно, модуль ускорения точки меняется пропорционально ее расстояние от центра эллипса.

Определелим направление ускорения Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Отсюда находим, что ускорение точки М все время направлено вдоль МО к центру эллипса.

Задача 2.6.

Вал, делающий n=90 об/мин, после выключения двигателя начинает вращаться равнозамедленно и останавливается через t1=40 с. Определить, сколько оборотов сделал вал за это время.

Решение.

Так как вал вращается равнозамедленно, то для него, считая Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, будет

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. (2.2)

Начальной угловой скоростью при замедленном вращении является та, которую вал имел до выключения двигателя. Следовательно,

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

В момент остановки при t=t1 угловая скорость вала ω1=0. Подставляя эти значения во второе из уравнений (2.2), получаем:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Если обозначить число сделанных валом за время t1 оборотов через N (не смешивать с n; n — угловая скорость), то угол поворота за то же время будет равен Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Подставляя найденные значения ε и Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемв первое из уравнений (а), получим

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением,

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Задача 2.7.

Маховик радиусом R=0,6 м вращается равномерно, делая n=90 об/мин. Определить скорость и ускорение точки, лежащей на ободе маховика.

Решение.

Скорость точки обода Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, где угловая скорость Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемдолжна быть выражена в радианах в секунду. Тогда Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Далее, так как Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, то ε=0, и, следовательно,

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Ускорение точки направлено в данном случае к оси вращения.

Задача 2.8.

Найти скорость точки М обода колеса, катящегося по прямолинейному рельсу без скольжения (рис. 2.14), если скорость центра С колеса равна Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, а угол DKM=α.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.14. К задаче 2.8.

Решение

Приняв точку С, скорость которой известна, за полюс, найдем, что Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, где Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемпо модулю Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением( Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— радиус колеса). Значение угловой скорости со найдем из условия того, что точка Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемколеса не скользит по рельсу и, следовательно, в данный момент времени Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. С другой стороны, так же как и для точки М, Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемгде Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Так как для точки К скорости Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемнаправлены вдоль одной прямой, то при Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, откуда Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. В результате находим, что Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Параллелограмм, построенный на векторах Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, будет при этом ромбом. Угол между Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемравен β, так как стороны, образующие этот угол и угол β, взаимно перпендикулярны. В свою очередь угол β=2α, как центральный угол, опирающийся на ту же дугу, что и вписанный угол α. Тогда по свойствам ромба углы между Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми между Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемтоже равны α. Окончательно, так как диагонали ромба взаимно перпендикулярны, получим

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Задача 2.9.

Определить скорость точки М обода катящегося колеса, рассмотренного в предыдущей задаче, с помощью мгновенного центра скоростей.

Решение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.15. К задаче 2.9.

Точка касания колеса Р (рис. 2.15) является мгновенным центром скоростей, поскольку Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Следовательно, Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Так как прямой угол PMD опирается на диаметр, то направление вектора скорости Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемлюбой точки обода проходит через точку D. Составляя пропорцию Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми замечая,

что Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, a Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, находим Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Чем точка М дальше от Р, тем ее скорость больше; наибольшую скорость Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемимеет верхний конец D вертикального диаметра. Угловая скорость колеса имеет значение

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Аналогичная картина распределения скоростей имеет место при качении колеса или шестерни по любой цилиндрической поверхности.

Задача 2.10.

Центр О колеса, катящегося по прямолинейному рельсу (рис. 2.16), имеет в данный момент времени скорость Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми ускорение Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Радиус колеса R=0,2 м. Определить ускорение точки В — конца перпендикулярного ОР диаметра АВ и ускорение точки Р, совпадающей с мгновенным центром скоростей.

Решение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.16. К задаче 2.10.

1) Так как Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемизвестны, принимаем точку О за полюс.

2) Определение ω. Точка касания Р является мгновенным центром скоростей; следовательно, угловая скорость колеса

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

3) Определение ε. Так как величина PO=R остается постоянной при любом положении колеса, то Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Знаки ω и ε совпадают, следовательно, вращение колеса ускоренное.

а) не следует думать, что если по условиям задачи Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, то Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Значение Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемв задаче указано для данного момента времени; с течением же времени Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемизменяется, так как Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением;

б) в данном случае Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, так как движение точки O является прямолинейным. В общем случае Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

4) Определение Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Так как за полюс взята точка O, то ускорение точки B определяется по фомуле:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Учитывая, что в нашем случае BO=R, находим:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Показав на чертеже точку B отдельно, изображаем (без соблюдения масштаба) векторы, из которых слагается ускорение Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, а именно: вектор Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением(переносим из точки O), вектор Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением(в сторону вращения, так как оно ускоренное) и вектор Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением(всегда от B к полюсу O).

5) Вычисление Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Проведя оси X и Y, находим, что

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением,

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Аналогичным путем легко найти и ускорение точки P: Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми направлено вдоль PO. Таким образом, ускорение точки P, скорость которой в данный момент времени равна нулю, нулю не равно.

Задача 2.11.

Колесо катится по прямолинейному рельсу так, что скорость Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемего центра С постоянна. Определить ускорение точки М обода колеса (рис. 2.17).

Решение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис. 2.17. К задаче 2.11.

Так как по условиям задачи Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, то Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми точка С является мгновенным центром ускорений. Мгновенный центр скоростей находится в точке Р. Следовательно, для колеса

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

В результате ускорение точки М

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Таким образом, ускорение любой точки М обода (в том числе и точки Р) равно Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми направлено к центру С колеса, так как угол Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Заметим, что это ускорение для точки М не будет нормальным ускорением. В самом деле, скорость точки М направлена перпендикулярно РМ . Следовательно, касательная Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемк траектории точки М направлена вдоль линии MD, а главная нормаль Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— вдоль МР. Поэтому

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением.

Зажача 2.12.

Плоский механизм состоит из стержней 1, 2, 3, 4 и ползуна С, соединенных друг с другом и с неподвижными опорами О1 и О2 шарнирами (рис.2.17 а). Точка D находится в середине стержня АВ. Длины стержней равны соответственно L1=0,4 м, L2 =1,2 м, L3=1,4 м, L4=0,6 м.

Дано: Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 6 с -1 , Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемвеличина постоянная. Заданную угловую скорость считать направленной против часовой стрелки.

Найти: скорости точек В и C; угловую скорость Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением; ускорение точки В; угловое ускорение Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

а) Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
б) Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис.2.17. К задаче 2.12.

Решение (рис.2.12б)

1. Определим скорость точки А. Стержень OAвращается вокруг точко O1, поэтому скорость точки А определяется по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 1,6 м/с и направлена перпендикулярно отрезку O1А. Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 1,6 м/с

2. Определим угловую скорость стержня АВ. Точка В вращается вокруг центра О2, поэтому ее скорость перпендикулярна отрезку O2B. Для нахождения мгновенного центра скоростей отрезка АВ в точках А и В восстановим перпендикуляры к векторам Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Точка пересечения этих перпендикуляров Р2 является мгновенным центром скоростей второго стержня. Угловая скорость вычисляется по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Расстояние Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемопределяется из равнобедренного треугольника Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, то есть Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемм. Поэтому Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением2,3 с -1 .

3. Определим скорость точки В по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 1,6 м/с

по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 0,8 м/с

4. Определим скорость точки С. Так как точка С движется прямолинейно, то ее скорость направлена вдоль движения ползуна. Для нахождения мгновенного центра скоростей отрезка CD в точках C и D восстановим перпендикуляры к векторам Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Точка пересечения этих перпендикуляров Р3 является мгновенным центром скоростей третьего стержня. Угловая скорость вычисляется по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, а скорость точки С Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. Так как треугольник Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемравносторонний, то Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 0,8 м/с

5. Определим угловую скорость отрезка О2В. Известно, что центром скоростей этого стержня является точка О2В , а также скорость точки B. Поэтому угловая скорость четвертого стержня вычисляется по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением2,7 с -1 .

6. Определим ускорение точки А. Так как первый стержень вращается равномерно, то точка А имеет относительно О1 только нормальное ускорение, которое вычисляется по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 6,4 м/с 2 .

7. Определим ускорение точки В, которая принадлежит двум стержням — АВ и О2В. Поэтому ускорение точки В определяется с помощью двух формул

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, где

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— ускорение точки А;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— нормальное ускорение точки В относительно А;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— тангенциальное ускорение точки В относительно А;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— нормальное ускорение точки В относительно О2;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— тангенциальное ускорение точки В относительно О2.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 6,4 м/с 2 ; Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 4,3 м/с 2 .

Можно составить уравнение

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, которое в проекциях на оси координат имеет вид

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Решив полученную систему двух уравнений с двумя неизвестными, получим:

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 13,2 м/с 2 , аВХ = 4,1 м/с 2 , аВY =9,1 м/с 2 , аВ =10 м/с 2 .

8. Определим угловое ускорение стержня АВ, используя формулу Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 13,2 с -2 .

Задача 2.13.

Круглая пластина радиуса R=60 см вращается вокруг неподвижной оси по закону Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением(рис.2.18 а). Положительное направление угла Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемпоказано на рисунке дуговой стрелкой. Ось вращения ОО1 лежит в плоскости пластины (пластина вращается в пространстве). По окружности радиуса R движется точка М. Закон ее движения по дуге окружности s= Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемАМ= Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. На рисунке точка М показана в положении, когда s положительно, при s отрицательном точка М находится по другую сторону от точки А; L=R.

Найти абсолютную скорость и абсолютное ускорение точки М в момент времени t=1 с.

а) Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
б) Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
Рис.2.18. К задаче 2.13.

Решение (рис.2.13 б)

В качестве подвижной системы координат xyz примем точку С. Эта система совершает вращательное движение с угловой скоростью Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 5 с -1 . Угловое ускорение Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= -10 с -2 . Направления векторов Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемопледеляются по правилу буравчика и изображены на рис. Причем, вектор Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемнаправлен в противоположную сторону, так как его значение его проекции на ось OХ неподвижной системы координат XYZ отрицательно. Вычислим скорость и ускорение центра подвижной системы координат С, которая движется по окружности. Скорость вычисляется по формуле Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, равна 600 см/с и первендикулярна плоскости рисунка. Ускорение точки С состоит из двух компонент — нормальное Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 3000 см/с 2 и тангенциальное Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 1200 см/с 2 ускорения.

Вычислим путь, относительную скорость и ускорение точки M. Ее положение определяется величиной дуги S, в данный момент времени S = Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением, поэтому она располагается слева от точки А. Относительная скорость Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением. В данный момент времени она равна 63 см/с и направлена по касательной к окружности. Относительное ускорение является суммой двух составляющих — тангенциальное Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 377 см/с -2 и нормальное Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 66 см/с -2 .

Абсолютная скорость точки M определяется по формуле

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Где — Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемпереносная скорость вращательного движения, модуль которой Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 150 см / с, ее направление определяется по правилу Жуковского. В разложении на оси координат

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениемНайти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

По теореме Пифагора Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 750 м /с.

Абсолютное ускорение точки M определяется по формуле

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Где Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнениеми Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— соответственно нормальное и тангенциальное переносные ускорения вращательного движения, Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением— кориолисово ускорение.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 750 м / с -2 ; Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением=300 м / с -2 ; Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением= 546 м / с -2

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением;

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением;

Содержание
  1. Найти скорость и ускорение в указанные моменты времени для точки, движущейся прямолинейно, если движение точки задано уравнением s = t ^ 3 + 5t ^ 2 + 4?
  2. Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением S = — 1 / 3t ^ 3 + 8t ^ 2 — 8t — 5?
  3. Точка движется прямолинейно по закону s = 4t + 5 Найти мгновенную скорость точки в моменты времени t = 3, t = 5 Ускорения в оба эти момента?
  4. Скорость точки, движущейся прямолинейно, задана уравнением v = 2t ^ 2 — 5t + 6?
  5. Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением S = — 1 / 3t ^ 3 + 8t ^ 2 — 8t — 5 Найти максимальную скорость движения этой точки?
  6. Ускорение точки в указанный момент времени, если скорость точки движущейся прямолинейно задана уравнением v = t ^ 2 + t — 1 t = 3?
  7. 1. Точка движется прямолинейно по закону ?
  8. 1) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по закону : s = t ^ 3 — 2t + 34 в момент времени t = 3 секунды 2) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по зако?
  9. Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением s(t) = 1 3t ^ 3 + 2t ^ 2 — 3 вычислить её скорость и ускорение в момент времени t = 4?
  10. Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением s(t) = 1 3t ^ 3 + 2t ^ 2 — 3 вычислить её скорость и ускорение в момент времени t = 4с?
  11. Скорость точки движущейся прямолинейно задана уравнением v = 2t ^ — 5t + 6 ускорение в полете t = 3c?
  12. Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением
  13. 🔍 Видео

Видео:Физика - перемещение, скорость и ускорение. Графики движения.Скачать

Физика - перемещение, скорость и ускорение. Графики движения.

Найти скорость и ускорение в указанные моменты времени для точки, движущейся прямолинейно, если движение точки задано уравнением s = t ^ 3 + 5t ^ 2 + 4?

Математика | 10 — 11 классы

Найти скорость и ускорение в указанные моменты времени для точки, движущейся прямолинейно, если движение точки задано уравнением s = t ^ 3 + 5t ^ 2 + 4.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

V(t) = (t³ + 5t² + 4)’ = 3t² + 10t

a(t) = S»(t) или a(t) = V'(t)

a(t) = (3t² + 10t)’ = 6t + 10

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:Траектория и уравнения движения точки. Задача 1Скачать

Траектория и уравнения движения точки. Задача 1

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением S = — 1 / 3t ^ 3 + 8t ^ 2 — 8t — 5?

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением S = — 1 / 3t ^ 3 + 8t ^ 2 — 8t — 5.

Найти ускорение и скорость движения точки в момент времени t = 3 сек.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:К1 Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движенияСкачать

К1 Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения

Точка движется прямолинейно по закону s = 4t + 5 Найти мгновенную скорость точки в моменты времени t = 3, t = 5 Ускорения в оба эти момента?

Точка движется прямолинейно по закону s = 4t + 5 Найти мгновенную скорость точки в моменты времени t = 3, t = 5 Ускорения в оба эти момента.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:Решение графических задач на равномерное движениеСкачать

Решение графических задач на равномерное движение

Скорость точки, движущейся прямолинейно, задана уравнением v = 2t ^ 2 — 5t + 6?

Скорость точки, движущейся прямолинейно, задана уравнением v = 2t ^ 2 — 5t + 6.

В какой момент времени ускорение точки будет равно 2м / с ^ 2.

Так же : — Найти производную от скорости — Полученное выражение приравнять к данной величине ускорения — Решить уравнение относительно t.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:Кинематика точки. Три способа задания движения. Скорость, ускорениеСкачать

Кинематика точки. Три способа задания движения. Скорость, ускорение

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением S = — 1 / 3t ^ 3 + 8t ^ 2 — 8t — 5 Найти максимальную скорость движения этой точки?

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением S = — 1 / 3t ^ 3 + 8t ^ 2 — 8t — 5 Найти максимальную скорость движения этой точки.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:ЕГЭ по математике. Профильный уровень. Задание 7. Закон движения. ПроизводнаяСкачать

ЕГЭ по математике. Профильный уровень. Задание 7. Закон движения. Производная

Ускорение точки в указанный момент времени, если скорость точки движущейся прямолинейно задана уравнением v = t ^ 2 + t — 1 t = 3?

Ускорение точки в указанный момент времени, если скорость точки движущейся прямолинейно задана уравнением v = t ^ 2 + t — 1 t = 3.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:Кинематика точки Задание К1Скачать

Кинематика точки  Задание К1

1. Точка движется прямолинейно по закону ?

1. Точка движется прямолинейно по закону .

Найти значение скорости и ускорения в момент времени t = 4.

2. Точка движется прямолинейно по закону .

Найти значение скорости и ускорения в момент времени t = 2.

3. Точка движется прямолинейно по закону .

Найти значение скорости и ускорения в момент времени t = 3 /

Точка движется прямолинейно по закону .

Найти значение скорости и ускорения в момент времени t = 2.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:УСКОРЕНИЕ - Что такое равноускоренное движение? Как найти ускорение // Урок Физики 9 классСкачать

УСКОРЕНИЕ - Что такое равноускоренное движение? Как найти ускорение // Урок Физики 9 класс

1) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по закону : s = t ^ 3 — 2t + 34 в момент времени t = 3 секунды 2) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по зако?

1) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по закону : s = t ^ 3 — 2t + 34 в момент времени t = 3 секунды 2) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по закону : s = t — 2t + 24 в момент времени t = 3 секунды 3) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по закону : s = 3t — 2t + 24 в момент времени t = 3 секунды 4) Найдите ускорение материальной точки, движущейся прямолинейно по закону : s = 3t — 4t + 24 в момент времени t = 3 секунды.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:№ 1-100 - Физика 10-11 класс РымкевичСкачать

№ 1-100 - Физика 10-11 класс Рымкевич

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением s(t) = 1 3t ^ 3 + 2t ^ 2 — 3 вычислить её скорость и ускорение в момент времени t = 4?

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением s(t) = 1 3t ^ 3 + 2t ^ 2 — 3 вычислить её скорость и ускорение в момент времени t = 4.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:Задачи на движение. Учимся решать задачи на движение. Способы решения задач на движение.Скачать

Задачи на движение. Учимся решать задачи на движение. Способы решения задач на движение.

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением s(t) = 1 3t ^ 3 + 2t ^ 2 — 3 вычислить её скорость и ускорение в момент времени t = 4с?

Зависимость пути от времени при прямолинейном движении точки задана уравнением s(t) = 1 3t ^ 3 + 2t ^ 2 — 3 вычислить её скорость и ускорение в момент времени t = 4с.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Видео:Графики зависимости пути и скорости от времениСкачать

Графики зависимости пути и скорости от времени

Скорость точки движущейся прямолинейно задана уравнением v = 2t ^ — 5t + 6 ускорение в полете t = 3c?

Скорость точки движущейся прямолинейно задана уравнением v = 2t ^ — 5t + 6 ускорение в полете t = 3c.

На этой странице вы найдете ответ на вопрос Найти скорость и ускорение в указанные моменты времени для точки, движущейся прямолинейно, если движение точки задано уравнением s = t ^ 3 + 5t ^ 2 + 4?. Вопрос соответствует категории Математика и уровню подготовки учащихся 10 — 11 классов классов. Если ответ полностью не удовлетворяет критериям поиска, ниже можно ознакомиться с вариантами ответов других посетителей страницы или обсудить с ними интересующую тему. Здесь также можно воспользоваться «умным поиском», который покажет аналогичные вопросы в этой категории. Если ни один из предложенных ответов не подходит, попробуйте самостоятельно сформулировать вопрос иначе, нажав кнопку вверху страницы.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

1) 141, 195, 258, 312, 231 — Первое число наименьшее 2) 513, 423, 288, 711, 414, 837 — последнее число наибольшее, а третье наименьшее.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

1) 111 ; 135 ; 228 ; 312 ; 231 2)531 ; 423 ; 288 ; 711 ; 414 ; 837.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Смотри задача нестандартная, поэтому все дело в понимании. Пусть х чел ходит на шахматы, тогда 2х чел не ходит на шахматы, получаемх + 2х = от 20 до 30С другой стороны, пусть у чел ходит на шашки, тогда 3у чел не ходит на шашки, получаем : у + 3у = ..

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

2ПR ^ 2 Где R — радиус А П(пи) — констата равна 3. 14.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

31 = 17 11 = 14 31равен потому что делиться на четырнацать.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Сокращаем по парно 11 / 13 * 8 / 11 * 7 / 9 * 2 / 3 8 / 13 * 14 / 27 = 112 / 351.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

3км это 3000 м 3000 — 2450 = 550 2450 — 550 = 1900 на столько больше отремонтировали , чем осталось.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

5 + 4 = 9 180 : 9 = 20 градус 20•5 = 100 градус 20•4 = 80 градус Жауабы : 80, 100 градус.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Х — утят у — котят у котят 4 лапы у утят 2 система : х + у = 15 2х + 4у = 36 Решение : 1. (2х + 4у = 36) : 2 х + 2у = 18 2. Х + у = 15 х + 2у = 18 способ сложения : (х — х) + (у — 2у) = 15 — 18 — у = — 3 у = 3 котенка Ответ : 3 котенка.

Видео:Урок 44. Вращение твердого тела. Линейная и угловая скорость. Период и частота вращения.Скачать

Урок 44. Вращение твердого тела. Линейная и угловая скорость. Период и частота вращения.

Найти скорость и ускорение в указанный момент времени если движение точки задано уравнением

Яблонский задание К.1. Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения.
По заданным уравнениям движения точки M установить вид ее траектории и для момента времени t=t1 (с) найти положение точки на траектории, ее скорость, полное, касательное и нормальное ускорения, а также радиус кривизны траектории. Необходимые для решения данные приведены в таблице 20.
Дополнение к заданию К.1. Данное задание может быть использовано для определения скорости и ускорения точки при ее движении по пространственной траектории. Для этого к двум уравнениям движения (см. табл. 20) добавляется третье уравнение (табл. 22).
Общий порядок выполнения задания в этом случае такой же, как и в приведенном примере.

🔍 Видео

Скорости и ускорения точек механизмаСкачать

Скорости и ускорения точек механизма

Свободное падение тел. 10 класс.Скачать

Свободное падение тел. 10 класс.

Скорость и ускорение точки в полярных координатахСкачать

Скорость и ускорение точки в полярных координатах

Физика - уравнения равноускоренного движенияСкачать

Физика - уравнения равноускоренного движения

Урок 18 (осн). Координаты тела. График движения. График скоростиСкачать

Урок 18 (осн). Координаты тела. График движения. График скорости

Урок 15. Решение задач на графики движенияСкачать

Урок 15. Решение задач на графики движения

Определение скорости и ускорения при поступательном и вращательном движении.Скачать

Определение скорости и ускорения при поступательном  и вращательном движении.

Скорость и перемещение при прямолинейном равноускоренном движении. 9 класс.Скачать

Скорость и перемещение при прямолинейном равноускоренном движении. 9 класс.
Поделиться или сохранить к себе: