Возьмем неподвижную координатную систему и движущуюся по отношению к ней известным образом подвижную систему
(см. рис. 78). Скорость точки М по отношению к системе
(абсолютная скорость) будем обозначать
, скорость по отношению к системе
(относительная скорость) -
, скорость той точки подвижной системы, с которой в рассматриваемый момент времени совпадает точка М (переносная скорость) -
.
Продифференцируем равенство (64) по времени:
.
С учетом (66) и введенных обозначений, имеем
, (67)
где .
Первые два слагаемых в формуле (67) являются скоростью точки подвижной координатной системы, совпадающей с точкой М в данный момент времени, т.е. являются ее переносной скоростью . В таком случае абсолютная скорость точки равна сумме ее переносной и относительной скоростей.
Окончательный вид формулы (67) будет
. (68)
ПРИМЕР 27 (задача 23.31 из [2]). Шайба М движется по горизонтальному стержню ОА так, что . В то же время стержень вращается вокруг горизонтальной оси, проходящей через точку О, по закону
(см. рис.79.а). Определить радиальную и трансверсальную составляющие абсолютной скорости и ускорения шайбы в момент времени
.
РЕШЕНИЕ. Примем за относительное движение шайбы ее движение вдоль стержня ОА по закону ; картина этого движения (КОД) и радиальная составляющая скорости шайбы (скорость в относительном движении), вычисленная для момента времени
, изображена на рис.79.б.
;
.
Переносным движением шайбы М будет движение точки стержня, находящейся в рассматриваемый момент времени под шайбой. Для расчета ее скорости сначала необходимо рассчитать угловую скорость и угловое ускорение стержня ОА:
;
;
.
Картина переносного движения (КПД) и вычисленная для заданного момента времени трансверсальная составляющая скорости (скорость шайбы в переносном движении) изображены на рис.79.в.
При необходимости можно найти величину абсолютной скорости шайбы как геометрическую сумму ее составляющих. В данном случае
.
Вычисление соответствующих проекций ускорения шайбы будет выполнено ниже в ПРИМЕРЕ 29.
ПРИМЕР 28 (задача 22.3 из [2]). Корабль, проходящий точку А, движется с постоянной по модулю и направлению скоростью . Под каким углом
к прямой АВ надо начать двигаться катеру из точки В, чтобы встретиться с кораблем, если скорость катера постоянна по модулю и направлению и равна
? Линия АВ составляет угол
с перпендикуляром к курсу корабля.
РЕШЕНИЕ. На рис.80 схематично изображена акватория, где движутся точки А (корабль) и В (катер). Точкой С обозначено место их предполагаемой встречи.
Представим прямолинейное движение катера (по прямой BС) как сложное, состоящее из переносного движения вместе с кораблем (поступательное движение по прямой АС) и относительного – по отношению к кораблю (в момент старта катера - движение по прямой АВ). Тогда
.
В этом треугольнике известны модули скоростей корабля и катера
, а так же угол
между скоростью корабля и линией АВ. Теорема синусов позволяет записать соотношение
.
Тогда .
Дата: 2019-03-05, просмотров: 343.