3. Кинематика твердого тела.

Лекция 3. Кинематика твердого тела.

Поступательное и вращательное движение твердого тела.

 

1.     Поступательное движение твердого тела.

2.     Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.

3.     Скорости и ускорения точек вращающегося твердого тела.

4.     Векторные выражения вращательной скорости, вращательного  и  центростремительного ускорений. Формулы Эйлера.

 

Задача кинематики твердого тела делится на две части:

 

        -  Задание движения и изучение кинематических характеристик

           всего   тела   в целом;

-  Изучение движения каждой из точек тела в отдельности.

 

1. Поступательное движение твердого тела

 

Поступательным называется такое движение твердого тела, при котором любая прямая проведенная в этом теле, перемешается, оставаясь параллельной самой себе.

 

Поступательное движение не значит прямолинейное:

   

ТЕОРЕМА: при поступательном движении все точки тела описываютодинаковые (при наложении совпадающие) траектории и имеют в каждый момент времени одинаковые по модулю и направлению скорости и ускорения.

 


 (3. 1)


     (3. 2)

 


 

 

 

2. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси.

 

Вращательнымназывается такое движение твердого тела, при котором во все время движения какие-либо две точки тела остаются неподвижными (проходящая через эти неподвижные точки прямая называется осью вращения), а все остальные точки описывают траектории, представляющие собой окружности, плоскости которых перпендикулярны к оси вращения, а центры лежат на этой оси.

 


              φ = f (t)          (3. 3)


  или       (3. 4)

      или

(3. 5)

 

 

Примеры:

 

Равномерное вращение

(ω = const)

Равнопеременное вращение

(e= const)

dj = wdt

j=wt

w = j/t


    

3. Скорости и ускорения точек вращающегося твердого тела

 


Вращательная скорость точки

 


 

v = R ω      (3. 6)

 

 

Модуль вращательной скорости точки твердого тела равен произведению расстояния от точки до оси вращения на угловую скорость тела

 

Ускорение точки



или       (3.7) - вращательное ускорение   

   (3.8) – центростремительное ускорение 

 

(3.9) – полное ускорение

 


 

         (3.10)

 

 4. Векторные выражения вращательной скорости, вращательного  и центростремительного ускорений.

Формулы Эйлера.

 


 

 (3.11)

 


 

 

 


 

 (3.12)

 

- формулы Эйлера

 

 

Векторные выражения вращательного и центростремительного ускорения точки

 


 

 - полное ускорение точки

 

 - вращательное ускорение точки

 


 

- центростремительное ускорение точки

 



 

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить