Механическая система состоит из однородного ступенчатого колеса 1
.pdf
Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥
Механическая система состоит из однородного ступенчатого колеса 1, и диска 2. Система движется в вертикальной плоскости под действием сил тяжести , , внешних сил , и пары сил с моментом М, приложенной к колесу 1.
Определить:
1. Ускорение центра масс диска 2;
2. Найти реакцию опоры диска 2 на плоскость (ее нормальную составляющую и силу сцепления диска с плоскостью).
Данные для расчета:
Определить:
Расчетная схема:
Решение
Применим теорему об изменении кинетической энергии механической системы тел в конечной форме
(1)
где - кинетическая энергия системы в в конечный и начальный момент времени;
- сумма работ внешних сил и внутренних сил, действующих на систему;
Поскольку в начальный момент времени система находилась в покое, то
Кинетическая энергия системы в момент времени, когда тело А пройдет путь S.
Выразим кинетическую энергию тел системы через скорость центра масс диска 2
- движение тела вращательное вокруг неподвижной оси.
- движение диска 2 плоскопараллельное.
Сумма работ внутренних сил , так как система неизменяемая
( тела абсолютно твердые, нити нерастяжимые).
Определим сумму работ внешних сил
Остальные силы работу не совершают, поскольку сила приложена к неподвижной точке, а сила перпендикулярна перемещению.
Составим уравнение (1)
(2)
Преобразуем уравнение (2) и продифференцируем его по времени
где - ускорение тела А,
- скорость тела А.
- ускорение центра масс диска С2.
Для определения нормальной составляющей и силы сцепления диска с плоскостью, применим принцип Даламбера: тело находится в равновесии под действием внешних сил и сил инерции.
Составляем уравнения равновесия для диска 2, задав оси координат.
где - направление противоположно вектору ускорения центра масс диска 2.