|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Задача Д6(тема: “Принцип Даламбера для механической системы”)
Вертикальный вал (рис. Д6.0-Д6.9, табл. Д6), вращается с постоянной угловой скоростью с-1. Вал имеет две опоры: подпятник в точке А и цилиндрический подшипник в точке, указанной в табл. Д6 (). К валу жестко прикреплены невесомый стержень 1 длиной м с точечной массой кг на конце и однородный стержень 2 длиной м, имеющий массу кг; оба стержня лежат в одной плоскости. Точки крепления стержней к валу и углы α и β указаны в таблице. Пренебрегая весом вала, определить реакции подпятника и подшипника. При окончательных подсчетах принять м.
Перед выполнением задания прочтите по учебнику тему: «Принцип Даламбера». Ответьте на вопросы: 1. Сформулируйте принцип Даламбера для точки. 2. Как определяется модуль и направление силы инерции для точки? В каких случаях сила инерции равна нулю? 3. Сформулируйте принцип Даламбера для системы. 4. Чему равны главный вектор и главный момент сил инерции системы? 5. Запишите уравнения равновесия произвольной системы сил и плоской системы сил в координатной форме (вспомнив соответствующие уравнения статики).
Таблица Д6
Указания. Задача Д6 – на применение к изучению движения системы принципа Даламбера. При решении задачи учесть, что система сил инерции точек стержня 2 представляет собой систему параллельных сил, направленных в одну сторону и, следовательно, имеет равнодействующую . Модуль равнодействующей , где – ускорение центра масс С стержня. Линия действия силы не проходит через точку С, так как силы инерции образуют линейно распределенную нагрузку(см. пример Д6).
Решение. Для определения искомых реакций рассмотрим движение механической системы, состоящейиз вала , стержня и груза, и применим принцип Даламбера. Проведем неподвижныеоси , лежащие в данный момент времени в плоскости, образуемой валом и стержнем, и изобразим действующие на систему внешние силы: силы тяжести , составляющие реакции подпятника и реакцию подшипника (XA, YA, XB надо определить). Согласно принципу Даламбера, присоединим к этим силам силы инерции точек стержня и груза, считая груз материальной точкой. Так как вал вращается равномерно (), то точки стержня имеют только нормальные ускорения направленные к оси вращения; численно , где – расстояние от точки от оси. Тогда силы инерции будут направлены от оси вращения; численно , где mk – масса точки. Поскольку пропорциональны , то эпюра этих параллельных сил образует треугольник и их можно заменить равнодействующей , линия действия которой проходит через центр тяжести этого треугольника (точку пересечения медиан), т.е. на расстоянии H 1 от вершины О, где , (см. рис. Д6). Известно, что равнодействующая любой системы сил равна ее главному вектору; численно главный вектор сил инерции стержня , где – ускорение центра масс стержня. Так как стержень вращается с постоянной угловой скоростью, то ускорение центра масс стержня имеет только нормальную составляющую: . В результате получим Аналогично для силы инерции груза найдем, что она направлена от оси вращения; численно Так как все действующие силы и силы инерции лежат в плоскости Aху, то и реакции подпятника А и подшипника В тоже лежат в этой плоскости, что было учтено приих изображении на рисунке. По принципу Даламбера, приложенные внешние силы и силы инерции образуют уравновешенную систему сил. Составляя для этой плоской системы сил три уравнения равновесия, получим: (1) (2) (3) Подставив сюда числовые значения всех заданных и вычисленных величин и решив эту систему уравнений, найдем искомые реакции (в своей задаче решение уравнений равновесия должно быть выполнено подробно).
Ответ: XA = -11,8 Н, YA = 49,1 Н, XB = -19,7 Н. Знаки указывают, что силы и направлены противоположно показанным на рис. Д6. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.005 сек.) |