Варианты 1-5 (рисунок 2.17, схема 1). Тело движется из точки А по участку АВ (длиной ) наклонной плоскости, составляющей угол
с горизонтом, в течение
с. Его начальная скорость
. Коэффициент трения скольжения тела по плоскости равен
.
В точке В тело покидает плоскость со скоростью и попадает со скоростью
в точку С плоскости BD, наклоненной пой углом
к горизонту, находясь в воздухе Т с.
При решения задачи тело принять за материальную точку, сопротивление воздуха не учитывать.
Вариант 1. Дано: =30°;
=0;
=0,2;
=10 м;
=60°. Определить
и
.
Вариант 2. Дано: =15°;
=2 м/с;
=0,2;
=4 м;
=45°. Определить
и уравнение траектории точки на участке ВС.
Вариант 3. Дано: =30°;
= 3,5 м/с;
0;
= 8 м; d=10 м;
=60°. Определить
и
.
Вариант 4. Дано: =0;
=2 с;
=9,8 м;
=60°;
=0. Определить
и
.
Вариант 5. Дано: =30°;
=0;
=9,8 м;
=3 с;
=45°. Определить
и
.
Варианты 6—10 (рисунок 2.17, схема 2). Лыжник подходит к точке А участка трамплина АВ, наклоненного под углом к горизонту и имеющего длину
, со скоростью
. Коэффициент трения скольжения лыж на участке АВ равен
. Лыжник от А до В движется
с; в точке В со скоростью
он покидает трамплин. Через
с лыжник приземляется со скоростью
в точке С горы, составляющей угол
с горизонтом.
При решении задачи принять лыжника за материальную точку и не учитывать сопротивление воздуха.
Вариант 6. Дано: =20°;
=0,1;
=0,2 с;
=40 м;
=30°. Определить
и
Вариант 7. Дано; =15°;
=0,1;
=16 м/с;
=5 м;
=45°. Определить
и
.
Вариант 8. Дано: =21 м/с;
=0;
=0,3 с;
=20 м/с;
=60°. Определить
и d.
Вариант 9. Дано: =15°;
=0,3 с;
=0,1;
= 30
м;
=45°. Определить
и
.
Вариант 10. Дано: =15°;
=0;
=12 м/с; d=50 м;
=60°. Определить
и уравнение траектории лыжника на участке ВС.
Варианты 11—15 (рисунок 2.17, схема 3). Имея в точке А скорость мотоцикл поднимается
с по участку АВ длиной
, составляющему с горизонтом угол
. При постоянной на всем участке АВ движущей силе
мотоцикл в точке В приобретает скорость
и перелетает через ров шириной
, находясь в воздухе
с и приземляясь в точке С со скоростью
. Масса мотоцикла с мотоциклистом
.
При решении задачи считать мотоцикл с мотоциклистом материальной точкой и не учитывать силы сопротивления движению.
Вариант 11. Дано: =30°;
0;
=40 м;
=0;
=4,5 м/с;
=3 м. Определить
и
.
Вариант 12. Дано: =30°;
=0;
=40 м;
=4,5 м/с;
=1,5 м. Определить
и
.
Вариант 13. Дано: =30°;
=400 кг,
=0;
=20 с;
=3 м;
=1,5 м. Определить
и
.
Вариант 14. Дано: =30°;
=400 кг,
=2,2 кН;
=0;
=40 м;
=5 м. Определить
и
.
Вариант 15. Дано: =30°;
=0; Р = 2 кН;
=50 м;
=2 м;
=4 м. Определить
и
.
Варианты 16—20 (рисунок 2.17, схема 4). Камень скользит в течение с по участку АВ откоса, составляющему угол
с горизонтом и имеющему длину
. Его начальная скорость
. Коэффициент трения скольжения камня по откосу равен
. Имея в точке В скорость
, камень через
с ударяется в точке С о вертикальную защитную стену. При решении задачи принять камень за материальную точку; сопротивление воздуха не учитывать.
Рисунок 2.17
Вариант 16. Дано: =30°;
=1 м/с;
=3 м;
=0,2;
=2,5 м. Определить
и
.
Вариант 17. Дано: =45°;
=6 м;
=2
;
=1 с;
=6 м. Определить
и
.
Вариант 18. Дано: =30°;
=2 м;
=0;
=0,1;
=3 м. Определить
и
.
Вариант 19. Дано: =15°;
=3 м;
=3 м/с;
0;
=1,5 с;
=2 м. Определить
и
.
Вариант 20. Дано: =45°;
=0;
=0,3;
=2 м;
=4 м. Определить
и
.
Варианты 21-25 (рисунок 2.17, схема 5). Тело движется из точки А по участку АВ (длиной ) наклонной плоскости, составляющей угол
с горизонтом. Его начальная скорость
. Коэффициент трения скольжения равен
. Через
с тело, в точке В со скоростью
покидает наклонную плоскость и падает на горизонтальную плоскость и точку С со скоростью
; при этом оно находится в воздухе
с.
При решении задачи принять тело за материальную точку и не учитывать сопротивление воздуха.
Вариант 21. Дано: =30°;
=0,1;
=1 м/с;
=1,5 с;
=10 м. Определить
и
.
Вариант 22. Дано: =0;
=45°;
=10 м;
=2 с. Определить
и уравнение траектории на участке ВС.
Вариант 23. Дано: =0;
=0;
=9,81 м;
=2 с;
=20 м. Определить
и
.
Вариант 24. Дано: =0;
=30°;
=0,2;
=10 м;
=12 м. Определить
и
.
Вариант 25. Дано: =0;
=30°;
=0,2;
=6 м;
=4,5 м. Определить
и
.
Варианты 26—30 (рисунок 2.17, схема 6). Имея в точке А скорость , тело движется по горизонтальному участку АВ длиной
в течение
с. Коэффициент трения скольжения тела по плоскости равен
. Со скоростью
тело в точке В покидает плоскость и попадает в точку С со скоростью
, находясь в воздухе
с. При решении задачи принять, тело за материальную точку, сопротивление воздуха не учитывать.
Вариант 26. Дано: =7 м/с;
=0,2;
=8 м;
=20 м. Определить
и
.
Вариант 27. Дано: =4 м/с;
=0,1;
=2 с;
=2 м. Определить
и
.
Вариант 28. Дано: =3 м/с;
=0,3;
=3 м;
=5 м. Определить
и
.
Вариант 29. Дано: =3 м/с;
=1 м/с;
=2,5 м;
=20 м. Определить
и
.
Вариант 30. Дано: =0,25;
=4 м;
=3 м;
=5 м. Определить
и
Пример выполнения задания (рисунок 2.18). В железнодорожных скальных выемках для защиты кюветов от попадания в них с откосов каменных осыпей устраивается «полка» DC. Учитывая возможность движения камня из наивысшей точки А откоса и полагая при этом его начальную скорость =0, определить наименьшую ширину полки
и скорость
, с которой камень падает на нее. По участку АВ откоса, составляющему угол
с горизонтом и имеющему длину
, камень движется
с.
При решении задачи считать коэффициент трения скольжения камня на участке АВ постоянным, а сопротивлением воздуха пренебречь.
Дано: =0;
=60°;
=4 м;
=1 с;
0;
=5 м;
=75°. Определить
и
.
Рисунок 2.18
Решение. Рассмотрим движение камня на участке AВ. Принимая камень за материальную точку, покажем (рисунок 2.18) действующие на него силы: вес , нормальную реакцию
и силу трения скольжения
. Составим дифференциальное уравнение движения камня на участке АВ:
;
.
Сила трения
где
Таким образом
или
.
Интегрируя дифференциальное уравнение дважды, получаем
;
.
Для определения постоянных интегрирования воспользуемся начальными условиями задачи: при
и
.
Составим уравнения, полученные при интегрировании, для :
;
.
Найдем постоянные
;
.
Тогда
;
Для момента , когда камень покидает участок,
;
,
т.е.
;
.
откуда
,
т.е.
.
Рассмотрим движение камня от точки B до точки С.
Показав силу тяжести , действующую на камень, составим дифференциальные уравнения его движения:
;
.
Начальные условия задачи: при
;
;
;
.
Интегрируя дифференциальные уравнения дважды:
;
;
;
.
Напишем полученные уравнения для
;
;
;
.
Отсюда находим, что
;
;
;
.
Получим следующие уравнения проекций скорости камня:
;
и уравнения его движения
;
Уравнение траектории камня найдем, исключив параметр из уравнения движения. Определив
из первого уравнения и подставив его значение во второе, получаем уравнение параболы:
.
В момент падения ,
.
Определяя параметр из уравнения траектории, найдем
,
.
Так как траектория движения камня является ветвь параболы с положительными абсциссами ее точек, то .
Минимальная ширина полки
, или
.
Используя уравнение движения камня , найдем врем
движения камня от точки
до точки
:
.
Скорость камня при падении найдем через проекцию скорости на оси координат
;
по формуле
.
Для момента падения
,
или
.
Дата: 2018-11-18, просмотров: 608.