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

К1 Определение скорости и ускорения точки по заданным уравнениям ее движения

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:Траектория и уравнения движения точки. Задача 1Скачать

Траектория и уравнения движения точки. Задача 1

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

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

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

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

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:Кинематика точки Задание К1Скачать

Кинематика точки  Задание К1

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. Три способа задания движения. Скорость, ускорениеСкачать

Кинематика точки. Три способа задания движения. Скорость, ускорение

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:Решение графических задач на равномерное движениеСкачать

Решение графических задач на равномерное движение

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:Скорости и ускорения точек механизмаСкачать

Скорости и ускорения точек механизма

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: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.

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

№ 1-100 - Физика 10-11 класс Рымкевич

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:Графики зависимости пути и скорости от времениСкачать

Графики зависимости пути и скорости от времени

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

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.

Физика - уравнения равноускоренного движенияСкачать

Физика - уравнения равноускоренного движения

Свободное падение тел. 10 класс.Скачать

Свободное падение тел. 10 класс.

Урок 15. Решение задач на графики движенияСкачать

Урок 15. Решение задач на графики движения

Скорость и ускорение точки в полярных координатахСкачать

Скорость и ускорение точки в полярных координатах

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

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

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: