Скорость точки при сложном движении
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

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: 314.