-->
|
|
|
Ãëàâà 1. Êèíåìàòèêà òî÷êè è òâ¸ðäîãî òåëà § 17. Ïðèìåðû ðåøåíèÿ çàäà÷ ïî òåìå «Êèíåìàòèêà òâ¸ðäîãî òåëàÏðè ðåøåíèè çàäà÷ ïî ýòîé òåìå îáðàùàéòå âíèìàíèå íà ñâÿçü êèíåìàòè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ïîñòóïàòåëüíîãî è âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèé. Ïðè ýòîì ìîãóò áûòü â îäíèõ ñëó÷àÿõ îäèíàêîâûìè óãëîâûå ñêîðîñòè (íàïðèìåð, çàäà÷à 2), à â äðóãèõ — ëèíåéíûå ñêîðîñòè äâèæåíèÿ (íàïðèìåð, çàäà÷à 1). Çàäà÷à 1. Äâà øêèâà ñîåäèíåíû ðåìåííîé ïåðåäà÷åé, ïåðåäàþùåé âðàùåíèå îò îäíîãî øêèâà ê äðóãîìó. Âåäóùèé øêèâ âðàùàåòñÿ ñ ÷àñòîòîé ν1 = 3000 îá/ìèí, âåäîìûé øêèâ — ñ ÷àñòîòîé ν2 = 600 îá/ìèí. Âåäîìûé øêèâ èìååò äèàìåòð D2 = 500 ìì. Êàêîé äèàìåòð D1 ó âåäóùåãî øêèâà? Ð å ø å í è å. Âåäóùèé øêèâ âðàùàåòñÿ ñ óãëîâîé ñêîðîñòüþ ω1 = 2πν1, à âåäîìûé — ñî ñêîðîñòüþ ω2 = 2πν2. Ñêîðîñòü ïðèâîäíîãî ðåìíÿ ðàâíà ëèíåéíîé ñêîðîñòè òî÷åê îêðóæíîñòåé òîãî è äðóãîãî øêèâà: υ = ω1R1 = ω2R2. Îòñþäà
Çàäà÷à 2. Êîëåñî, ðàäèóñ êîòîðîãî 40 ñì, êàòèòñÿ ïî ãîðèçîíòàëüíîé äîðîãå ñî ñêîðîñòüþ 2 ì/ñ. Îïðåäåëèòå ñêîðîñòè îòíîñèòåëüíî äîðîãè òî÷åê êîëåñà, íàõîäÿùèõñÿ íà êîíöàõ åãî âåðòèêàëüíîãî è ãîðèçîíòàëüíîãî äèàìåòðîâ, à òàêæå óñêîðåíèÿ ýòèõ òî÷åê. Ð å ø å í è å. Òî÷êà Î1 íåïîäâèæíà îòíîñèòåëüíî çåìëè (ðèñ. 1.64), ñëåäîâàòåëüíî, υ1 = 0. Åñëè ñ÷èòàòü, ÷òî ÷åðåç òî÷êó Î1 ïðîõîäèò ìãíîâåííàÿ îñü âðàùåíèÿ, òî îòíîñèòåëüíî íå¸ ñêîðîñòè âñåõ òî÷åê, ñîãëàñíî óðàâíåíèþ (1.29), áóäóò ðàâíû υ = ωr, ãäå r — ðàññòîÿíèå îò òî÷êè O1 äî âûáðàííîé òî÷êè îáîäà. Óãëîâàÿ ñêîðîñòü âðàùåíèÿ ω = υ0/R. Òîãäà υc = υD = ωR√2 = υ0√2 ≈ 2,8 ì/ñ. Ñêîðîñòü òî÷êè A υA = 2ωR = 2υ0 = 4 ì/ñ. Âñå òî÷êè îáîäà îòíîñèòåëüíî îñè âðàùåíèÿ äâèæóòñÿ ñ îäèíàêîâûìè ëèíåéíûìè ñêîðîñòÿìè è, ñëåäîâàòåëüíî, ñ îäèíàêîâûì óñêîðåíèÿìè
Çàìåòèì, ÷òî ýòó çàäà÷ó òàêæå ìîæíî ðåøèòü íà îñíîâå çàêîíà ñëîæåíèÿ ñêîðîñòåé. Òàê, íàïðèìåð, ñêîðîñòü òî÷êè D ðàâíà ñóììå ñêîðîñòè
Çàäà÷à 3. Êàòóøêà ñ íàìîòàííîé íà íå¸ íèòüþ ìîæåò êàòèòüñÿ ïî ïîâåðõíîñòè ãîðèçîíòàëüíîãî ñòîëà áåç ñêîëüæåíèÿ. Ñ êàêîé ñêîðîñòüþ υ0 è â êàêîì íàïðàâëåíèè áóäåò ïåðåìåùàòüñÿ îñü êàòóøêè, åñëè êîíåö íèòè òÿíóòü â ãîðèçîíòàëüíîì íàïðàâëåíèè ñî ñêîðîñòüþ υ? Ðàäèóñ âíóòðåííåé ÷àñòè êàòóøêè r, âíåøíåé — R (ðèñ. 1.65).
Ð å ø å í è å. Ñêîðîñòü υ — ñêîðîñòü äâèæåíèÿ íèòè — ñîâïàäàåò ñî ñêîðîñòüþ òî÷êè À âíóòðåííåé ÷àñòè êàòóøêè. Îìãí — ìãíîâåííàÿ îñü âðàùåíèÿ. Óãëîâàÿ ñêîðîñòü îòíîñèòåëüíî ìãíîâåííîé îñè âðàùåíèÿ ω = υ/(R - r), òàê êàê ðàññòîÿíèå ÎìãíÀ = R - r. Îòñþäà υ0 = ωR = υR/(R - r). Î÷åâèäíî, ÷òî êàòóøêà ïåðåìåùàåòñÿ â íàïðàâëåíèè äâèæåíèÿ êîíöà íèòè. Ñêîðîñòü ïåðåìåùåíèÿ êàòóøêè áóäåò áîëüøå, ÷åì ñêîðîñòü íèòè. Çàäà÷à 4. Øàðèê ðàäèóñîì r êàòèòñÿ ñî ñêîðîñòüþ υ0 ïî äâóì ðåëüñàì, ðàñïîëîæåííûì íà ðàññòîÿíèè 2à äðóã îò äðóãà. Îïðåäåëèòå ñêîðîñòè òî÷åê À è  îòíîñèòåëüíî ðåëüñîâ (ðèñ. 1.66, à). Ð å ø å í è å. Ìãíîâåííàÿ îñü âðàùåíèÿ Îìãí â äàííîì ñëó÷àå ïîêàçàíà íà ðèñóíêå 1.66, á. Óãëîâàÿ ñêîðîñòü ïîâîðîòà øàðèêà îòíîñèòåëüíî ýòîé îñè ω = υ0/OM, ãäå Îòñþäà ñëåäîâàòåëüíî, Çàäà÷è äëÿ ñàìîñòîÿòåëüíîãî ðåøåíèÿ1. Ëèíåéíàÿ ñêîðîñòü ïåðèôåðèéíûõ òî÷åê øëèôîâàëüíîãî êàìíÿ íå äîëæíà ïðåâûøàòü 95 ì/ñ. Îïðåäåëèòå íàèáîëüøåå äîïóñòèìîå ÷èñëî îáîðîòîâ â ìèíóòó äëÿ äèñêà äèàìåòðîì 30 ñì. 2. Äëèíà ìèíóòíîé ñòðåëêè ÷àñîâ íà Ñïàññêîé áàøíå Ìîñêîâñêîãî Êðåìëÿ 3,5 ì. Îïðåäåëèòå ìîäóëü è èçìåíåíèå íàïðàâëåíèÿ ëèíåéíîé ñêîðîñòè êîíöà ñòðåëêè ÷åðåç êàæäûå 15 ìèí â òå÷åíèå ÷àñà. Ïîâòîðèòå ìàòåðèàë ãëàâû 1 ïî ñëåäóþùåìó ïëàíó 1. Âûïèøèòå îñíîâíûå ïîíÿòèÿ è ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû è äàéòå èì îïðåäåëåíèå. 2. Ñôîðìóëèðóéòå çàêîíû è çàïèøèòå îñíîâíûå ôîðìóëû. 3. Óêàæèòå åäèíèöû ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí è èõ âûðàæåíèå ÷åðåç îñíîâíûå åäèíèöû ÑÈ. 4. Îïèøèòå îñíîâíûå îïûòû, ïîäòâåðæäàþùèå ñïðàâåäëèâîñòü çàêîíîâ.
1. Áàëëèñòè÷åñêîå äâèæåíèå. 2. Ïîñòóïàòåëüíîå è âðàùàòåëüíîå äâèæåíèÿ â àâèàöèè. 3. Ðàçëè÷íûå âèäû äâèæåíèÿ â ïðîèçâîäñòâå.
|
|
|