В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Авто помощник

2017-10-14 В закрепленном под углом цилиндре
В закрепленном под углом $\alpha = 60^ $ к горизонту цилиндре (см. рис. ) может без трения двигаться поршень массой $M = 10 кг$ и площадью $S = 50 см^ $. Под поршнем находится одноатомный идеальный газ. Газ нагревают так, что поршень перемещается на расстояние $l = 5 см$. Какое количество теплоты $Q$ было сообщено газу? Атмосферное давление $p_ = 10^ Па$, ускорение свободного падения принять равным $g = 10 м/с^ $.
В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

При нагревании газ перемещает поршень, совершая изобарное расширение. Поскольку изобарическая молярная теплоемкость идеального одноатомного газа $c_

= 2,5R$, то для нагревания $\nu$ молей газа на $\Delta T$ градусов при постоянном давлении газу необходимо сообщить количество теплоты $Q = 2,5 \nu R \Delta T$.

Записывая уравнения начального и конечного состояний газа, имеем:

$pV = \nu RT, p(V + lS) = \nu R(T + \Delta T)$,

где $p$ — давление газа, $V$ — начальный объем газа, $T$ — его начальная температура. Отсюда $\nu R \Delta T = plS$. Для определения давления газа воспользуемся условием механического равновесия поршня под действием сил, величины и направления которых, изображены на рис.:

Объединяя записанные выражения, получаем ответ:

$Q = 2,5l(p_ S + Mh \sin \alpha) \approx 74 Дж$.

Видео:В цилиндр объёмом 0,5 м3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем - №29367Скачать

В цилиндр объёмом 0,5 м3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем - №29367

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

2017-12-23 В закрепленном под углом цилиндре
В закрепленном под углом $\alpha = 30^ $ к горизонту цилиндре с открытым верхним концом (рис.) может без трения двигаться поршень массой $m = 1,0 кг$ и площадью $S = 10 см^ $, Герметично прилегая к стенкам цилиндра. Под поршнем находится воздух. Поршень выдвигают настолько, чтобы объем воздуха, находящегося под ним, увеличился вдвое, и отпускают. Определить ускорение поршня в этот момент. Атмосферное давление $p_ = 100 кПа$. Температура воздуха постоянна.
В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

На рис. показаны силы, действующие на поршень в нижнем положении (рис. а) и в верхнем (рис. б), когда его отпускают. $N$ — реакция со стороны гладких стенок цилиндра.

Запишем условие равновесия поршня внизу (рис. а)

и уравнение движения поршня в верхнем положении, когда его отпускают (рис. б),

$ma = p_ S + mg \sin \alpha — p_ S$. (2)

В соотношениях (1) и (2) $p_ $ и $p_ $ — давления воздуха под поршнем в двух положениях (см. рис.), $a$ — ускорение поршня.

Из уравнения Бойля — Мариотта для массы воздуха под поршнем в двух его положениях находим

Из системы уравнений (1) — (3) определяем ускорение поршня

$a = (g/2) ( \sin \alpha + p_ S/mg) = 52 м/с^ $.

Видео:В закрытом гофрированном цилиндре переменного объёма (сильфон) находится воздух при - №27347Скачать

В закрытом гофрированном цилиндре переменного объёма (сильфон) находится воздух при - №27347

В помощь выпускникам при подготовке к ЕГЭ по физике

В закрепленном под углом цилиндре

В помощь выпускникам при подготовке к ЕГЭ по физике

Решение задач на наклонную плоскость:

1) внимательно прочитав задачу, выяснить, как движется тело;
2) сделать рисунок с правильным, исходя из условия задачи, изображением сил;
3) записать уравнение движения в векторной форме согласно первому или второму закону Ньютона;
4) записать это уравнение через проекции векторов сил на ось

5) выразить проекции векторов через их модули с учетом направлений и записать уравнение в алгебраической форме;
6) выразить модули сил по формулам (если есть необходимость);
7) выразить искомую величину.

Рассмотрим решение задач части С

В закрепленном под углом цилиндре

1. На плоскости, имеющей угол наклона к горизонту а, стоит цилиндррадиусом г. Какова наибольшая высота цилиндра, при которой он еще не оп­рокидывается, если он сделан из одно­родного материала?

Решение. Цилиндр на наклонной плоскости еще не будет опрокидывать­ся при условии:

В закрепленном под углом цилиндре

Nr — момент силы реакции плоскости относительно центра

масс цилиндра (в момент начала опрокидывания цилиндра сила N проходит через точку А (рис. 64)).

Запишем условие равновесия цилиндра в проекциях на два направления: вдоль наклонной плоскости и перпендикулярно к ней.

В закрепленном под углом цилиндре

2. На идеально гладкой наклонной плоскости с углом на­клона к горизонту а находится доска массой ш. Куда и с каким ус­корением должен бежать по доске мальчик массой М, чтобы доска оставалась на месте? При каком минимальном коэффициенте тре­ния между доской и подошвами ботинок это возможно.

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Решение. На мальчика действуют: Mg — сила тяжести; N — сила

реакции доски; FTp0 — сила трения покоя (рис. а).

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

4. Шарик, падая вертикально, отскакивает от абсолютно твёрдой наклонной плоскости, расположенной под углом б к горизонту, со скоростью V0. Определить на каком расстоянии от точки падения шарик снова упадёт на наклонную плоскость.

При абсолютно упругом ударе шарика о наклонную плоскость угол отскока б от наклонной плоскости равен углу падения шарика на наклонную плоскость, т. к. составляющая скорости вдоль наклонной плоскости остаётся постоянной, а составляющая перпендикулярная наклонной плоскости меняет направление на противоположное, сохраняя свою величину. В данной задаче удобно направить оси координат так, как показанона рис. 5

(ось ОХ вдоль наклонной плоскости, ось ОУ — перпендикулярно ей).

Уравнения движения шарика вдоль координатных осей будут иметь следующий вид:

Х = ( V0 sin б) t + (g sin б) t2 / 2; (1.)

У = ( V0 cosб) t –(g cosб)t2 / 2. (2).

При t равном времени полёта tп Х = Хmax, а У = 0. Тогда уравнения (1.) и (2) принимают вид:

Хmax= ( V0 sin б) tп+ (g sin б) tп2 / 2; (3)

0 = ( V0 cosб) tп–(g cosб)tп2 / 2. (4)

Из (4) определим время полёта

Шарик упадёт на наклонную плоскость на расстоянии от точки падения равном

В закрепленном под углом цилиндре

5. Математический маятник, укрепленный на тележке, скатывающиеся без трения с наклонной плоскости. Найдите положение равновесия маятника.

Решение. Поскольку маятник находится на тележке, скатывающейся с наклонной плоскости с ускорением a=gsinб, его положения равновесия будет таким, при котором маятник движется относительно плоскости с тем же ускорением что и тележка. На рисунке видно, что это возможно лишь когда нить маятника перпендикулярна наклонной плоскости.

В закрепленном под углом цилиндре

6. В кузове грузовика находятся три одинаковых гладких бревна, расположенных, как показано на рисунке. На какой угол б может накренится кузов чтобы верхнее бревно не скатилось на борт.

Решение. Верхнее бревно (2) останется в равновесие при б

Видео:В цилиндр объёмом 0,5 м 3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем - №24323Скачать

В цилиндр объёмом 0,5 м 3  насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем - №24323

Приемы решения задач с использованием кинематических связей

В закрепленном под углом цилиндре

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА КЕРЧИ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ «ШКОЛА-ГИМНАЗИЯ №1»

Приемы решения задач с использованием кинематических связей

Подборка задач с примерами решений

Приемы решения задач с использованием кинематических связей

Кинематическими связями называют определенные ограничения свободы передвижения тела или системы тел.

Рассматривая задачи, где такие связи есть, будем придерживаться следующих идей:

Известно из определения, что у твердого тела расстояние между любыми двумя его точками сохраняется в случае движения этого тела (жесткий стержень, натянутая нить А это значит, что с какой скоростью первая точка при движении тела удаляется от второй, с такой же скоростью вторая точка приближается к первой. Следовательно, проекции этих скоростей на линию, соединяющую данные точки, должны быть одинаковыми. Иначе твердое тело деформировалось бы.

Читайте также: Цилиндр для ktm sx 85

Пусть таким твердым телом будет жесткий стержень или натянутая нить. Тогда

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

использование мгновенного центра вращения.

Что подразумевает переход в такую систему отсчета, в которой есть неподвижная в данный момент времени точка, относительно которой все остальные точки твердого тела движутся. Тогда проектируя скорость точки С и точки В на прямую СВ получаем уравнение вида:

В закрепленном под углом цилиндре

то есть при движении твердого тела скорости всех его точек направлены перпендикулярно прямым, которые соединяют точки с мгновенным центром вращения. Фактически тело проворачивается возле мгновенного центра.

Местоположение мгновенного центра вращения можно находить двумя способами:

В закрепленном под углом цилиндре

если известны скорости двух точек твердого тела и эти скорости не параллельны, то мгновенный центр вращения лежит на пересечении перпендикуляров, проведенным к этим скоростям. Точка С — неподвижна, она является центром вращения, ВС и АС – радиусы окружностей, по которым

вращаются соответственно точки А и В. Скорости х1 и х2 перпендикулярны радиусам.

Так как тело проворачивается возле мгновенного центра, то это означает, что у всех его точек одинаковая угловая скорость. А так как линейная скорость связана с угловой соотношением

В закрепленном под углом цилиндре

то следует пропорция: во сколько раз больше расстояние между данной точкой и мгновенным центром, во столько раз больше ее линейная скорость. Поэтому в случае параллельных скоростей мгновенный центр вращения можно находить через пропорцию скоростей и расстояний.

Если одно тело катится по поверхности другого без проскальзывания, то в точках их соприкосновения и них одинаковая линейная скорость и по величине и по направлению.

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндреВ закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Если при движении одного тела по поверхности другого есть проскальзывание, то проекции скоростей соприкасающихся точек на перпендикуляр, восстановленный к этим двум поверхностям, должны быть одинаковы: по оси Y тела должны двигаться только совместно, иначе будет наблюдаться отрыв одного тела от другого.

В закрепленном под углом цилиндре

Стержень длиной L шарнирно соединён с муфтами А и В, которые перемещаются по двум взаимно перпендикулярным рейкам. Муфта А движется с постоянной скоростью х1. Найдите зависимость скорости муфты В от угла б.

Использование первой идеи для решения данной задачи: проекции скоростей точек А и В на линию АВ должны быть одинаковыми.

В закрепленном под углом цилиндре

Понятно, что точка В скользит вниз, в то время как точка А движется в горизонтальном направлении. Обозначенные на чертеже углы равны как углы, образованные взаимно перпендикулярными сторонами.

В закрепленном под углом цилиндреВ закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Применение второй идеи для решения данной задачи: использование мгновенного центра вращения.

Представим, что палочка – это элемент, видимая линия, проведенная на большом твердом прозрачном теле. Так как известны скорости двух точек твердого тела, точек А и В, и эти скорости не параллельны, то мгновенный центр вращения лежит на пересечении перпендикуляров, проведенным к этим скоростям. Точка С — мгновенный центр вращения, вокруг которой точка А вращается по окружности радиуса СА, а точка

В вращается по окружности, радиусом ВС. Угловые скорости этих точек равны. Поэтому можно записать:

В закрепленном под углом цилиндре

Еще один способ решения данной задачи: переход в другую систему отсчета.

Перейдем в систему отсчета, которая движется вправо со скоростью V0. (Для перехода от скорости каждой точки надо отнять скорость V0)

В закрепленном под углом цилиндре

Тогда точка А неподвижна, а стенка, и вместе с ней точка В, движется влево со скоростью V0. А так как длина палочки ℓ постоянна, то точка В движется по окружности с линейной скоростью u, которая перпендикулярна радиусу окружности ℓ. Из треугольника скоростей следует:

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Палочка АВ длины ℓ движется в плоскости чертежа так, что в данный момент времени скорость её конца А направлена под углом б, а скорость конца В — под углом в к палочке. Величина скорости конца А равна х. Определить величину скорости u конца В. Начертить распределение скоростей вдоль палочки.

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

На основании первой идеи можно утверждать, что проекции скоростей точек А и В на линию АВ одинаковы. А значит, можно записать:

В закрепленном под углом цилиндре

Скорость точки А и точки В можно разложить на составляющие вдоль палочки и перпендикулярно ей. Тогда движение палочки можно представить как два движения: каждая точка палочки движется поступательно со скоростью u∙Cos в и палочка совершает вращательное движение вокруг точки С. Скорости, перпендикулярные палочке –это линейные скорости. Их величина уменьшается при приближении к точке С. И у точки С только скорость поступательного движения.

Второй способ решения состоит в том, что движение полочки можно рассмотреть только как вращательное движение возле мгновенного центра вращения. Для нахождения мгновенного центра вращения точки С проведем перпендикуляры в точку А к скорости u и в точку В к скорости х. Все точки палочки имеют одинаковую угловую скорость, но линейные скорости у них разные. Чем меньше радиус окружности, по которым они двигаются возле точки С, тем меньше их линейная скорость. То есть для любой точке выполняется х

В закрепленном под углом цилиндре

Лодку подтягивают к крутому берегу высотой h = 3 м с помощью верёвки, выбирая её со скоростью 60 см/с. С какой скоростью двигалась лодка в тот момент, когда верёвка составляла с горизонтом угол 600? Найти также ускорение лодки в этот момент.

В закрепленном под углом цилиндре

На основании первой идеи проекции скорости х и скорости х0 на нерастяжимую веревку должны быть одинаковыми.

В закрепленном под углом цилиндре

Рабочие поднимают груз с помощью двух канатов, за концы которых они тянут с одинаковыми скоростями х. Какую скорость u имеет груз в тот момент, когда угол между канатами, к которым он прикреплён, равен 2б

В закрепленном под углом цилиндре

На основании первой идеи можно утверждать, что проекции скоростей точек А и В на линию АВ одинаковы. Но точка В движется со скоростью х, так как с этой скоростью движется конец каната. Значит, и точка А движется с этой же скоростью. Аналогично для второго каната: точка А движется вдоль него со скоростью х.

Казалось бы, что результирующую скорость точки А можно найти, складывая два вектора х по правилу параллелограмма…

Но этого делать нельзя! Так как в этом случае, если бы б был равен нулю (б=0), тот канаты были бы параллельны, и груз бы двигался со скоростью 2х. А последнее, при наличии неподвижных блоков, невозможно.

Скорость U такова, что скорости х являются ее проекциями на канаты. С учетом этого, можно записать:

В закрепленном под углом цилиндре

Тяжёлый ящик перемещают с помощью двух тракторов, движущихся со скоростями х1 и х2, составляющими угол б. Как направлена и чему равна скорость ящика в тот момент, когда канаты параллельны векторам х1 и х2?

Читайте также: Что такое набивка цилиндров

В закрепленном под углом цилиндре

Понятно, что точка А имеет скорость х1 вдоль первого каната и скорость х2 направленную вдоль второго каната. Но, так же, как и в предыдущей задаче, находить результирующую скорость ящика, складывая выше упомянутые скорости по правилу параллелограмма нельзя. В этом случае, если угол б=0, то ящик должен двигаться со скоростью х1+ х1, а это противоречить здравому смыслу.

Следовательно, у результирующей скорости проекции на канаты должны быть равны х1и х2. Проводим перпендикуляры из концов этих векторов и в их пересечение утыкается конец результирующей скорости х, с которой движется ящик. Теперь, зная х1 и х, а так же угол между ними надо найти скорость х. Это геометрическая задача

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Точки А, D, С и В лежат на одной окружности и в этой окружности результирующая скорость х – диаметр. Эта окружность описана возле треугольника АВD, в котором известны две стороны х1 и х2, и угол между ними. Тогда по теореме косинусов можно определить сторону ВD:

В закрепленном под углом цилиндре

Известно, что диаметр описанной окружности равен:

В закрепленном под углом цилиндре

Колечки О и О’ надеты на вертикально закреплённые стержни АВ и А’В’. Нерастяжимая нить привязана к кольцу О, пропущена через кольцо О’ и закреплена в точке А’. В тот момент, когда угол AOO’ = б, кольцо О’ движется вниз со скоростью х. Найти скорость u0 кольца О в этот момент.

В закрепленном под углом цилиндре

Так как в колечке О’ нитка преломляется, то использовать первую идею о том, что проекции скорости точки О’ и скорости точки О (проекции скоростей х и u) на нить О’О равны, нельзя.

Используем следующий способ решения: переход в другую систему отсчета.

В закрепленном под углом цилиндре

Перейдем в СО, которая движется со скоростью х вниз ( то есть, от каждой скорости вычитаем скорость х). В такой системе отсчета колечко О’ останавливается, оно неподвижно, а со скоростью х в точке А’ вытягиваем веревку. Тогда веревка в точке О так же движется со скоростью х.

В закрепленном под углом цилиндре

Теперь надо перейти в СО, связанную с землей (надо ко всем скоростям теперь прибавить скорость х, направленную вниз)

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Один конец шарнирной конструкции из двух одинаковых звеньев длины 2ℓ закреплён, а дру­гой движется с постоянной скоростью х по прямой, расстояние до которой от неподвижного конца конструкции равно 3ℓ. Найдите ускорение шарнира в тот момент, когда: 1) левое звено горизонтально, 2) скорость шарнира равна нулю.

В закрепленном под углом цилиндре

1). Так как левый конец звена конструкции закреплен в точке О, то шарнир А будет двигаться по окружности радиуса R=2ℓ и в любой момент времени вектор его скорости будет перпендикулярен ОА. В интересующий нас момент времени, когда левое звено ОА горизонтально, скорость шарнира А направлена вверх. И конец правого звена, точка 2, также имеет вертикально направленную скорость х0

В закрепленном под углом цилиндре

На основании первой идеи, из-за не растяжимости правого звена, можно утверждать, что проекции скоростей х и х0 на правое звено (то есть вдоль оси у), равны.

В закрепленном под углом цилиндреВ закрепленном под углом цилиндре

Но это равенство скоростей имеет место только для данного момента времени.

Центростремительное ускорение шарнира А может быть определено по формуле:

В закрепленном под углом цилиндре

И направлено это ускорение вдоль левого звена, то есть по оси х. Но так как скорость шарнира А меняется по величине, а не только по направлению, есть и тангенциальное (касательное) ускорение. Согласно условию, надо найти полное ускорение шарнира А.

Используем переход в другую систему отсчета, которая движется вверх со скоростью х вместе с правым концом правого звена (от каждой скорости надо вычитать х, направленную вверх). Тогда, в этой системе отсчета, точка О движется вниз со скоростью х, а шарнир А неподвижен. Поэтому вектор его ускорения может быть лишь перпендикулярен правому звену.

В закрепленном под углом цилиндре

Вектор полного ускорения шарнира будет точно таким же и в неподвижной системе отсчета. Проекция вектора полного ускорения шарнира на направление левого звена В закрепленном под углом цилиндреВ закрепленном под углом цилиндре(на ось х) представляет собой центростремительное ускорение, и равна:

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Значит, вектор полного ускорения шарнира в момент времени, когда левое звено горизонтально, будет равен:

2). В момент времени, когда скорость шарнира А равна нулю, правое звено будет горизонтально. А вектор ускорения шарнира будет перпендикулярен неподвижному левому звену (рис. б).

В закрепленном под углом цилиндре

Составляющая ускорения шарнира на правое звено будет равна

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Два стержня длины L соединены шарнирно. Свободный конец одного из стержней шарнирно прикреплён к стене, а свободный конец другого стержня двигают перпендикулярно стене с постоянной по величине скоростью х0. Найти величину и направление вектора ускорения шарнира, соединяющего стержни, в момент, когда угол между стержнями равен 2а.

В закрепленном под углом цилиндре

У левой палочки ее правый конец движется со скоростью х, которая перпендикулярно этой палочке. У правой палочки по условию скорость х0 направлена горизонтально.

На основании первой идеи, из-за не растяжимости стороны АВ, можно утверждать, что проекции скоростей х и х0 на АВ равны.

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Тогда

Определяем проекции ускорения на координатные оси. На ось х:

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Чтобы найти проекцию ускорения на вторую ось, перейдем в СО, которая движется вправо со скоростью х0.Тогда точка В неподвижна, а стенка движется влево со скоростью х0. И для точки А составляем треугольник скоростей. И в этой системе вектор ускорения шарнира будет перпендикулярен неподвижному левому звену

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

На неподвижном клине, образующем угол б с горизонтом, лежит груз, прикреплённый к стене перекинутой через закреплённый на клине блок нерастяжимой нитью. В некоторый момент времени клин начинает двигаться вправо с постоянной скоростью х. С какой скоростью движется груз, пока он находится на клине?

В закрепленном под углом цилиндре

Предположим, что клин движется вправо со скоростью х. При этом надо понимать, что расстояние между точками А и В все время меняется, несмотря на то, что веревка нерастяжима. Меняется потому, что есть перегиб на блоке. Перейдем в систему отсчета, которая движется вправо со скоростью х. В этой системе клин неподвижен, а стенка уходит вправо со скоростью х. Тогда очевидно, что по неподвижному клину груз может двигаться только вдоль наклонной плоскости, то есть вдоль веревки со скоростью х. Скорость груза относительно земли, согласно классическому закону сложения скоростей равна:

В этом треугольнике скоростей ( см. рис.)

Определим результирующую скорость по теореме косинусов:

Нитку тянут со скоростью х0. Найдите угловую скорость катушки и скорость её центра. Катушка по столу и нитка по катушке не проскальзывают. Внут­ренний радиус катушки r, внешний — R.

В закрепленном под углом цилиндре

На основании второй идеи, используя понятие мгновенного центра вращения, можно утверждать, что результирующая скорость точки А равно 0, то есть точка А — это мгновенный центр вращения. Следовательно, все остальные точки катушки проворачиваются возле точки А с одинаковой угловой скоростью, но линейная скорость у них разная, так как разный радиус вращения. Угловая скорость точки С равна:

Читайте также: Ремкомплект рабочего тормозного цилиндра газ 3307

В закрепленном под углом цилиндре

Угловая скорость точки O равна:

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Точка А, лежащая на пересечении рельса с внеш­ним ободом колеса поезда, движется в данный момент вре­мени со скоростью и =5,0 м/с (см. рис). Определить, с ка­кой скоростью и в каком направлении движется поезд, если r = 50 см, R = 56 см.

В закрепленном под углом цилиндре

Скорость реборды u, заданная по условию, является результирующей скоростью двух скоростей: скорости поступательного движения хпоступ и линейной скорости хкасат вращательного движения вокруг точки О. Так как точка А лежит на ободе реборды, эти две скорости численно равны.

Используя вторую идею, можно считать точку С мгновенным центром вращения. Тогда скорость u будет линейной скорость точки А, вращающейся вокруг тоски С, а скорость поступательного движения так же будет линейной скоростью для точки О вращающейся вокруг точки С. И у точки А, и у точки О в этом случае будет одна и та же угловая скорость.

Следовательно, можно записать:

В закрепленном под углом цилиндре

Кривошип ОА, вращаясь с угловой скоростью щ, приводит в движение колесо радиуса r, катящееся по неподвижному колесу радиуса R = 3r. Найдите скорость точки В.

В закрепленном под углом цилиндре

Точка С принадлежит всем трем телам: колесу радиусом R, колесу радиусом r, и кривошипу ОА. И скорость точки А такая же, как у кривошипа, вращающегося относительно точки О с угловой скоростью щ. То есть его точка А движется с линейной скоростью, равной:

В закрепленном под углом цилиндре

На основании второй идеи, можно считать точку С мгновенным центром вращения для колеса радиусом r. Тогда точки А и В проворачиваются относительно точки С с одинаковой угловой скоростью:

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Тяжёлый диск радиуса R скатывается на двух не растяжимых нитях, намотанных на него. Свободные концы нитей закреплены. Нити при движении диска постоянно натянуты. В некоторый момент угловая скорость диска равна щ, а угол между нитями б. Какова в этот момент скорость центра диска?

Нить касается диска в точке А. Тогда, согласно третьей идеи, если одно тело катится по поверхности другого без проскальзывания, то в точках их соприкосновения и них одинаковая линейная скорость и по величине и по направлению. Величина этой скорости

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Нить АА1 натянута, это значит, на основании первой идеи, что проекции скоростей точек А и А1 на нить должны быть равными. Но точка А1 неподвижна и нет у нее проекции на нить, значит не должно быть проекции и скорости в точке А. А это возможно только в том случае, если хА перпендикулярна нити.

Аналогично и для второй нити, то есть хВ перпендикулярно нити ВВ1

Значит, скорости хА и хВ направлены по радиусу диска. И после этого про нити можно забыть есть диск, две точки на нем А и В, и скорости в этих точках имеют радиальные направления.

Согласно второй идее о мгновенном центре вращения, если скорости двух точек твердого тела и эти скорости не параллельны, а образуют некоторый угол б, то мгновенный центр вращения лежит на пересечении перпендикуляров, проведенным к этим скоростям. Точка С — неподвижна, она является центром вращения, ВС и АС – радиусы окружностей, по которым вращаются соответственно точки А и В. Скорости хА и хВ перпендикулярны радиусам. В четырехугольнике угол ОАВ равен углу между нитями б как углы, образованные взаимно перпендикулярными сторонами. В этот момент скорость центра диска, то есть скорость точки О равна:

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Цилиндр с намотанной на него нитью, второй конец которой закреплён, находится на горизонтальной подставке, движущейся поступательно с постоянной горизонтальной скоростью V. Найти скорость оси цилиндра в зависимости от угла б, образуемого нитью с вертикалью. Относительно подставки цилиндр не проскальзывает.

Точка С – точка соприкосновения цилиндра с подставкой. Третья идея заключается в том, что если одно тело катится по поверхности другого без проскальзывания, то в точках их соприкосновения и них одинаковая линейная скорость и по величине, и по направлению. Раз подставка движется со скоростью V. то и у точки С такая же скорость. И про доску можно забыть. То есть рассматриваем цилиндр с намотанной на него нитью. Нить касается цилиндра в точке А. В этой точке, так же как в точке С качение без проскальзывания, а это снова означает, что скорость этой точки нити равно скорости

В закрепленном под углом цилиндре

этой точки диска. Нить не растяжима, на основании первой идеи, проекции скоростей точек А и В на нить должны быть равными. Но точка В неподвижна и нет у нее проекции на нить, значит не должно быть проекции и скорости в точке А. Это возможно только в том случае, если хА перпендикулярна нити.

Определим положение мгновенного центра вращения: он лежит на пересечении перпендикуляров ОС и ОА, проведенным к скоростям хА и хС. Мгновенным центром вращения является точка О. Ось цилиндра описывает вокруг мгновенного центра вращения окружность радиусом R1

В закрепленном под углом цилиндре

У оси цилиндра и точки С одинаковые угловые скорости щ относительно мгновенного центра вращения.

Но точка С описывает вокруг точки О окружность радиусом (R1 +R)

В закрепленном под углом цилиндре

В закрепленном под углом цилиндре

Задачи для самостоятельного решения

Концы А и В стержня АВ скользят по сторонам прямого угла. Как зависит от угла б скорость х и ускорение а середины стержня, если конец В движется с постоянной скоростью. Длина стержня равна L. Нерастяжимая нить длины L соединяет две бусинки А и В. Бусинку В передвигают с посто­янной скоростью х0 по прямой спице МО. В результате этого бусинка А движется по спице CD, изогнутой в виде дуги окружности радиуса В закрепленном под углом цилиндреВ закрепленном под углом цилиндреНайти ускорение бусинки А в тот момент, когда бусинка В будет на расстоянии L от точки О. Два стержня длины L соединены шарнирно. Свободный конец одного из стержней шарнирно закреплён на вертикальной стене, а свободный конец другого стержня двигают с постоянной по величине вертикальной скоростью х0. Найти величину и направление вектора ускорения шарнира, соединяющего стержни, в момент, когда их концы окажутся на одной горизонтали, если угол между стержнями в этом момент равен 2б.

В закрепленном под углом цилиндре

Два жёстких стержня длины ℓ каждый шарнирно скреплены в точке А. жёстко закреплён в точке В, а точка С стержня АС может скользить по направляющей ВС. Стержень ВА начинают вращать в плоскости рисунка вокруг точки В с постоянной угловой скоростью щ. Чему будут равны максимальная скорость и ускорение точки С, если в начальный момент стержни вытянуты вдоль направляющей ВС (

🔥 Видео

Парадокс изогнутой трубыСкачать

Парадокс изогнутой трубы

Скатывание тела (колеса, цилиндра) по наклонной плоскостиСкачать

Скатывание тела (колеса, цилиндра) по наклонной плоскости

В цилиндр объёмом 0,5 м3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем - №29367Скачать

В цилиндр объёмом 0,5 м3  насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/с. В верхнем - №29367

Скатывание цилиндров с наклонной плоскостиСкачать

Скатывание цилиндров с наклонной плоскости

Бросок под углом к горизонтуСкачать

Бросок под углом к горизонту

КОМПАС-3D. Отверстие на цилиндрической поверхности. Плоскости | Роман СаляхутдиновСкачать

КОМПАС-3D. Отверстие на цилиндрической поверхности. Плоскости | Роман Саляхутдинов

Геометрия 11 класс (Урок№6 - Тела вращения. Цилиндр.)Скачать

Геометрия 11 класс (Урок№6 - Тела вращения. Цилиндр.)

В цилиндр объемом 0,5 м3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/c. В верхнем торце - №Скачать

В цилиндр объемом 0,5 м3 насосом закачивается воздух со скоростью 0,002 кг/c. В верхнем торце - №

Угол падения и угол отражения ПостроениеСкачать

Угол падения и угол отражения  Построение

КОМПАС-3D. Создаем элементы на цилиндрической поверхности | Роман СаляхутдиновСкачать

КОМПАС-3D. Создаем элементы на цилиндрической поверхности | Роман Саляхутдинов

Урок 37. Движение тела, брошенного под углом к горизонту (начало)Скачать

Урок 37. Движение тела, брошенного под углом к горизонту (начало)

Физика 9 класс (Урок№3 - Движение тела, брошенного под углом к горизонту)Скачать

Физика 9 класс (Урок№3 - Движение тела, брошенного под углом к горизонту)

КРИВОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ - Угловое Перемещение, Угловая Скорость, Центростремительное УскорениеСкачать

КРИВОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ - Угловое Перемещение, Угловая Скорость, Центростремительное Ускорение

Лайфхаки ЕГЭ по математике: решения и ответы | Задание 8: цилиндр | Быстрая подготовка к ЕГЭСкачать

Лайфхаки ЕГЭ по математике: решения и ответы | Задание 8: цилиндр | Быстрая подготовка к ЕГЭ

Урок 39. Простейшие задачи о движении тела, брошенного под углом к горизонтуСкачать

Урок 39. Простейшие задачи о движении тела, брошенного под углом к горизонту

Урок 56 (осн). Проявления атмосферного давленияСкачать

Урок 56 (осн). Проявления атмосферного давления

Рассмотрение темы: "Тангенциальное, нормальное и полное ускорение"Скачать

Рассмотрение темы: "Тангенциальное, нормальное и полное ускорение"
Поделиться или сохранить к себе:
Технарь знаток