Динамика |
Динамика
Скачать презентацию |
||
<< Вращение твёрдого тела | Динамика тела >> |
Автор: Бондаренко. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока физики, скачайте бесплатно презентацию «Динамика.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 491 КБ.
Скачать презентациюСл | Текст | Сл | Текст |
1 | Курс лекций по теоретической механике. Динамика (I часть). | 15 | отклонению точки под действием постоянной силы H = const: |
Бондаренко А.Н. Москва - 2007. Электронный учебный курс написан | Статическое отклонение можно найти из уравнения равновесия: | ||
на основе лекций, читавшихся автором для студентов, обучавшихся | Здесь: Амплитуда вынужденных колебаний: Отсюда: При p > k | ||
по специальностям СЖД, ПГС и СДМ в НИИЖТе и МИИТе (1974-2006 | (большая частота вынужденных колебаний) коэффициент | ||
гг.). Учебный материал соответствует календарным планам в объеме | динамичности: Таким образом, при p < k (малая частота | ||
трех семестров. Для полной реализации анимационных эффектов при | вынужденных колебаний) коэффициент динамичности: Резонанс – | ||
презентации необходимо использовать средство просмотра Power | возникает, когда частота вынужденных колебаний совпадает с | ||
Point не ниже, чем встроенный в Microsoft Office операционной | частотой собственных колебаний (p = k). Это наиболее часто | ||
системы Windows-ХР Professional. Замечания и предложения можно | происходит при запуске и остановке вращения плохо | ||
послать по e-mail: bond@miit.ru . Московский государственный | сбалансированных роторов, закрепленных на упругих подвесках. | ||
университет путей сообщения (МИИТ) Кафедра теоретической | Дифференциальное уравнение колебаний при равенстве частот: | ||
механики Научно-технический центр транспортных технологий. | Приравнивая коэффициенты при одинаковых тригонометрических | ||
2 | Содержание. Лекция 1. Введение в динамику. Законы и аксиомы | функциях получаем систему уравнений: Делением второго уравнения | |
динамики материальной точки. Основное уравнение динамики. | на первое получаем сдвиг фазы вынужденных колебаний: Общее | ||
Дифференциальные и естественные уравнения движения. Две основные | решение: Частное решение в форме правой части взять нельзя, т.к. | ||
задачи динамики. Примеры решения прямой задачи динамики Лекция | получится линейно зависимое решение (см. общее решение). Возьмем | ||
2. Решение обратной задачи динамики. Общие указания к решению | частное решение в виде и вычислим производные : Таким образом, | ||
обратной задачи динамики. Примеры решения обратной задачи | уравнение движения при вынужденных колебаний с учетом | ||
динамики. Движение тела, брошенного под углом к горизонту, без | сопротивления движению, например при n < k (малое | ||
учета сопротивления воздуха. Лекция 3. Прямолинейные колебания | сопротивление): Подставим в дифференциальное уравнение: | ||
материальной точки. Условие возникновения колебаний. | Возведением в степень обоих уравнений и сложением их получаем | ||
Классификация колебаний. Свободные колебания без учета сил | амплитуду вынужденных колебаний: Вынужденные колебания при | ||
сопротивления. Затухающие колебания. Декремент колебаний. Лекция | сопротивлении движению не затухают. Частота и период вынужденных | ||
4. Вынужденные колебания материальной точки. Резонанс. Влияние | колебаний равны частоте и периоду изменения возмущающей силы. | ||
сопротивления движению при вынужденных колебаниях. Лекция 5. | Коэффициент динамичности при резонансе имеет конечную величину и | ||
Относительное движение материальной точки. Силы инерции. Частные | зависит от соотношения n и к. Таким образом, получено решение: | ||
случаи движения для различных видов переносного движения. | или. Вынужденные колебания при резонансе имеют амплитуду | ||
Влияние вращения Земли на равновесие и движение тел. Лекция 6. | неограниченно возрастающую пропорционально времени. Влияние | ||
Динамика механической системы. Механическая система. Внешние и | сопротивления движению при вынужденных колебаниях. | ||
внутренние силы. Центр масс системы. Теорема о движении центра | Дифференциальное уравнение при наличии вязкого сопротивления | ||
масс. Законы сохранения. Пример решения задачи на использование | имеет вид: Общее решение выбирается из таблицы (Лекция 3, стр. | ||
теоремы о движении центра масс. Лекция 7. Импульс силы. | 11) в зависимости от соотношения n и к (посмотреть). Частное | ||
Количество движения. Теорема об изменении количества движения. | решение возьмем в виде и вычислим производные : Подставим в | ||
Законы сохранения. Теорема Эйлера. Пример решения задачи на | дифференциальное уравнение: 13. | ||
использование теоремы об изменении количества движения. Момент | 16 | Лекция 5. Относительное движение материальной точки – | |
количества движения. Теорема об изменении момента количества | Положим, что подвижная (неинерциальная) система координат Oxyz | ||
движения.. Лекция 8. Законы сохранения. Элементы теории моментов | движется по некоторому закону относительно неподвижной | ||
инерции. Кинетический момент твердого тела. Дифференциальное | (инерциальной) системы координат O1x1y1z1. Движение материальной | ||
уравнение вращения твердого тела. Пример решения задачи на | точки M (x, y, z) относительно подвижной системы Oxyz– | ||
использование теоремы об изменении момента количества движения | относительное, относительно неподвижной системы O1x1y1z1– | ||
системы. Элементарная теория гироскопа. Рекомендуемая литература | абсолютное. Движение подвижной системы Oxyz относительно | ||
1. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Ч.2. М.: Высшая | неподвижной системы O1x1y1z1– переносное движение. Основное | ||
школа. 1977 г. 368 с. 2. Мещерский И.В. Сборник задач по | уравнение динамики: Абсолютное ускорение точки: z. Подставим | ||
теоретической механике. М.: Наука. 1986 г. 416 с. 3. Сборник | абсолютное ускорение точки в основное уравнение динамики: z1. M. | ||
заданий для курсовых работ /Под ред. А.А. Яблонского. М.:Высшая | Перенесем слагаемые с переносным и кориолисовым ускорением в | ||
школа. 1985 г. 366 с. 4. Бондаренко А.Н. “Теоретическая механика | правую часть: y. z. Перенесенные слагаемые имеют размерность сил | ||
в примерах и задачах. Динамика” (электронное пособие | и рассматриваются как соответствующие силы инерции, равные: | ||
www.miit.ru/institut/ipss/faculties/trm/main.htm ), 2004 г. | Тогда относительное движение точки можно рассматривать как | ||
3 | Лекция 1. ¦ Динамика точки – изучает движение материальной | абсолютное, если к действующим силам добавить переносную и | |
точки с учетом сил, вызывающих это движение. Основной объект - | кориолисову силы инерции: x. O. y. В проекциях на оси подвижной | ||
материальная точка – материальное тело, обладающей массой, | системы координат имеем: y1. O1. Частные случаи относительного | ||
размерами которого можно пренебречь. ¦ Динамика механической | движения точки для различного вида переносного движения: x. | ||
системы – изучает движение совокупности материальных точек и | Величина силы тяжести (веса) на поверхности Земли равна P = mg . | ||
твердых тел, объединяемых общими законами взаимодействия, с | Центробежная сила инерции составляет малую долю от силы тяжести: | ||
учетом сил, вызывающих это движение. ¦ Аналитическая механика – | x1. 1. Вращение вокруг неподвижной оси: Если вращение | ||
изучает движение несвободных механических систем с | равномерное, то ?e = 0: Максимальная величина силы инерции (при | ||
использованием общих аналитических методов. ¦ Основные законы | ? = 0 - на экваторе) составляет всего 0.00343 от величины силы | ||
динамики – впервые открытые Галилеем и сформулированные Ньютоном | тяжести. Отклонение силы тяжести от направления силы притяжения | ||
составляют основу всех методов описания и анализа движения | также мало : 2. Поступательное криволинейное движение: Таким | ||
механических систем и их динамического взаимодействия под | образом, влияние вращения Земли на равновесие тел чрезвычайно | ||
действием различных сил. ¦ Закон инерции (закон Галилея-Ньютона) | мало и в практических расчетах не принимается во внимание. Если | ||
– Изолированная материальная точка тело сохраняет свое состояние | движение прямолинейное, то ? = ?: Если движение прямолинейное и | ||
покоя или равномерного прямолинейного движения до тех пор, | равномерное, то подвижная система является инерциальной и | ||
приложенные силы не заставят ее изменить это состояние. Отсюда | относительное движение может рассматриваться как абсолютное: | ||
следует эквивалентность состояния покоя и движения по инерции | Никакими механическими явлениями нельзя обнаружить | ||
(закон относительности Галилея). Система отсчета, по отношению к | прямолинейного равномерного движения (принцип относительности | ||
которой выполняется закон инерции, называется инерциальной. | классической механики). Влияние вращения Земли на равновесие тел | ||
Свойство материальной точки стремиться сохранить неизменной | – Положим, что тело находится в равновесии на поверхности Земли | ||
скорость своего движения (свое кинематическое состояние) | на произвольной широте ? (параллели). Земля вращается вокруг | ||
называется инертностью. Динамика материальной точки. Динамика | своей оси с запада на восток с угловой скоростью: Радиус Земли | ||
механической системы. Динамика. Аналитическая механика. Динамика | составляет около 6370 км. R – полная реакция негладкой | ||
– раздел теоретической механики, изучающий механическое движение | поверхности. G – сила притяжения Земли к центру. Условие | ||
с самой общей точки зрения. Движение рассматривается в связи с | относительного равновесия: Ф – центробежная сила инерции. | ||
действующими на объект силами. Раздел состоит из трех отделов: | Равнодействующая сил притяжения и инерции – сила тяжести (вес): | ||
Основные допущения: – существует абсолютное пространство | 14. S. | ||
(обладает чисто геометрическими свойствами, не зависящими от | 17 | Лекция 5 (продолжение 5.2). Влияние вращения Земли на | |
материи и ее движения . – существует абсолютное время (не | движение тел в поле тяготения Земли – Положим тело падает на | ||
зависит от материи и ее движения). Отсюда вытекает: – существует | Землю с некоторой высоты H над поверхностью Земли на широте ? . | ||
абсолютно неподвижная система отсчета. – время не зависит от | Выберем подвижную систему отсчета, жестко связанную с Землей, | ||
движения системы отсчета. – массы движущихся точек не зависят от | направляя оси x, y по касательной к параллели и к меридиану: | ||
движения системы отсчета. Эти допущения используются в | Уравнение относительного движения: Здесь учтена малость | ||
классической механике, созданной Галилеем и Ньютоном. Она имеет | центробежной силы инерции по сравнению с силой тяжести. Таким | ||
до сих пор достаточно широкую область применения, поскольку | образом сила тяготения отождествляется с силой тяжести. Кроме | ||
рассматриваемые в прикладных науках механические системы не | того, считаем, что сила тяжести направлена перпендикулярно | ||
обладают такими большими массами и скоростями движения, для | поверхности Земли вследствие малости ее отклонения, как | ||
которых необходим учет их влияния на геометрию пространства, | рассмотрено выше. Ускорение Кориолиса равно и направлено | ||
время, движение, как это делается в релятивистской механике | параллельно оси y на запад. Сила инерции Кориолиса равна | ||
(теории относительности). ¦ Закон пропорциональности силы и | направлена в противоположную сторону. Спроецируем уравнение | ||
ускорения (Основное уравнение динамики - II закон Ньютона) – | относительного движения на оси: Решение первого уравнения дает: | ||
Ускорение, сообщаемое материальной точке силой, прямо | Начальные условия: Решение третьего уравнения дает: Начальные | ||
пропорционально силе и обратно пропорционально массе этой точки: | условия: Третье уравнение принимает вид: Его решение дает: | ||
или. Здесь m – масса точки (мера инертности), измеряется в кг, | Начальные условия: Полученное решение показывает, что тело при | ||
численно равна весу, деленному на ускорение свободного падения: | падении отклоняется к востоку. Вычислим величину этого | ||
F – действующая сила, измеряется в Н (1 Н сообщает точке массой | отклонения, например, при падении с высоты 100 м. Время падения | ||
1 кг ускорение 1 м/c2, 1 Н = 1/9.81 кг-с). 1. | найдем из решения второго уравнения: Таким образом, влияние | ||
4 | Лекция 1 (продолжение – 1.2). ¦ Закон равенства действия и | вращения Земли на движение тел чрезвычайно мало для практических | |
противодействия (III закон Ньютона) – Всякому действию | высот и скоростей и в технических расчетах не учитывается. Из | ||
соответствует равное по величине и противоположно направленное | решения второго уравнения также следует существование скорости | ||
противодействие: Закон справедлив для любого кинематического | по оси y, которая также должна вызывать и вызывает | ||
состояния тел. Силы взаимодействия, будучи приложенные к разным | соответствующее ускорение и силу инерции Кориолиса. Влияние этой | ||
точкам (телам) не уравновешиваются. ¦ Закон независимости | скорости и силы инерции, связанной с ней, на изменение движения | ||
действия сил – Ускорение материальной точки под действием | будет еще меньше, чем рассмотренная сила инерции Кориолиса, | ||
нескольких сил равно геометрической сумме ускорений точки от | связанная с вертикальной скоростью. 15. | ||
действия каждой из сил в отдельности: или. ¦ Основное уравнение | 18 | Лекция 6. Динамика механической системы. Система | |
динамики : - Соответствует векторному способу задания движения | материальных точек или механическая система – Совокупность | ||
точки. Дифференциальные уравнения движения материальной точки: | материальных точек или материальных тех, объединяемых общими | ||
Подставим ускорение точки при векторном задании движения в | законами взаимодействия (положение или движение каждой из точек | ||
основное уравнение динамики: - Дифференциальное уравнение | или тела зависит от положения и движения всех остальных) Система | ||
движения точки в векторном виде. В координатном виде: Используем | свободных точек - движение которых не ограничивается никакими | ||
связь радиуса-вектора с координатами и вектора силы с | связями (например, планетная система, в которой планеты | ||
проекциями: После группировки векторное соотношение распадается | рассматриваются как материальные точки). Система несвободных | ||
на три скалярных уравнения: - Дифференциальные уравнения | точек или несвободная механическая система – движение | ||
движения точки в координатном виде. Или: Этот результат может | материальных точек или тел ограничиваются наложенными на систему | ||
быть получен формальным проецированием векторного | связями (например, механизм, машина и т.п.). Силы, действующие | ||
дифференциального уравнения (1). Естественные уравнения движения | на систему. В дополнение к ранее существовавшей классификации | ||
материальной точки – получаются проецированием векторного | сил (активные и реактивные силы) вводится новая классификация | ||
дифференциального уравнения движения на естественные (подвижные) | сил: 1. Внешние силы (e) – действующие на точки и тела системы | ||
оси координат: или: - Естественные уравнения движения точки. 2. | со стороны точек или тел, не входящих в состав данной системы. | ||
5 | Лекция 1 (продолжение – 1.3). Две основные задачи динамики: | 2. Внутренние силы (i) – силы взаимодействия между материальными | |
1. Прямая задача: Задано движение (уравнения движения, | точками или телами, входящими в данную систему. Одна и та же | ||
траектория). Требуется определить силы, под действием которых | сила может являться как внешней, так и внутренней силой. Все | ||
происходит заданное движение. 2. Обратная задача: Заданы силы, | зависит от того, какая механическая система рассматривается. | ||
под действием которых происходит движение. Требуется найти | Например: В системе Солнце, Земля и Луна все силы тяготения | ||
параметры движения (уравнения движения, траекторию движения). | между ними являются внутренними. При рассмотрении системы Земля | ||
Обе задачи решаются с помощью основного уравнения динамики и | и Луна силы тяготения, приложенные со стороны Солнца – внешние: | ||
проекции его на координатные оси. Если рассматривается движение | На основании закона действия и противодействия каждой внутренней | ||
несвободной точки, то как и в статике, используется принцип | силе Fk соответствует другая внутренняя сила Fk’, равная по | ||
освобождаемости от связей. В результате реакции связей | модулю и противоположная по направлению. Л. C. Из этого следуют | ||
включаются в состав сил, действующих на материальную точку. | два замечательных свойства внутренних сил: Главный вектор всех | ||
Решение первой задачи связано с операциями дифференцирования. | внутренних сил системы равен нулю: Главный момент всех | ||
Решение обратной задачи требует интегрирования соответствующих | внутренних сил системы относительно любого центра равен нулю: З. | ||
дифференциальных уравнений и это значительно сложнее, чем | Или в проекциях на координатные оси: Замечание. Хотя эти | ||
дифференцирование. Обратная задача сложнее прямой задачи. | уравнения похожи на уравнения равновесия, они таковыми не | ||
Решение прямой задачи динамики - рассмотрим на примерах: Пример | являются, поскольку внутренние силы приложены к различным точкам | ||
1. Кабина весом G лифта поднимается тросом с ускорением a . | или телам системы и могут вызывать движение этих точек (тел) | ||
Определить натяжение троса. 1. Выбираем объект (кабина лифта | относительно друг друга. Из этих уравнений следует, что | ||
движется поступательно и ее можно рассматривать как материальную | внутренние силы не влияют на движение системы, рассматриваемой | ||
точку). y. 2. Отбрасываем связь (трос) и заменяем реакцией R. 3. | как одно целое. Центр масс системы материальных точек. Для | ||
Составляем основное уравнение динамики: 4. Проецируем основное | описания движения системы в целом вводится геометрическая точка, | ||
уравнение динамики на ось y: При равномерном движении кабины ay | называемой центром масс, радиус-вектор которой определяется | ||
= 0 и натяжение троса равно весу: T = G. При обрыве троса T = 0 | выражением , где M – масса всей системы: Формулы для центра масс | ||
и ускорение кабины равно ускорению свободного падения: ay = -g. | аналогичны формулам для центра тяжести. Однако, понятие центра | ||
Определяем реакцию троса: Определяем натяжение троса: Пример 2. | масс более общее, поскольку оно не связано с силами тяготения | ||
Точка массой m движется по горизонтальной поверхности (плоскости | или силами тяжести. Или в проекциях на координатные оси: 16. | ||
Oxy) согласно уравнениям: x = a?coskt, y = b?coskt. Определить | 19 | Лекция 6 (продолжение 6.2). Лодка переместится на расстояние | |
силу, действующую на точку. 1. Выбираем объект (материальную | l в противоположную сторону. Теорема о движении центра масс | ||
точку). Таким образом, величина силы пропорциональна расстоянию | системы – Рассмотрим систему n материальных точек. Приложенные к | ||
точки до центра координат и направлена к центру по линии, | каждой точке силы разделим на внешние и внутренние и заменим их | ||
соединяющей точку с центром. Траектория движения точки | на соответствующие равнодействующие Fke и Fki. Запишем для | ||
представляет собой эллипс с центром в начале координат: 2. | каждой точки основное уравнение динамики: или. Просуммируем эти | ||
Отбрасываем связь (плоскость) и заменяем реакцией N. 3. | уравнения по всем точкам: В левой части уравнения внесем массы | ||
Добавляем к системе сил неизвестную силу F. r. 4. Составляем | под знак производной и заменим сумму производных на производную | ||
основное уравнение динамики: O. 5. Проецируем основное уравнение | суммы: Из определения центра масс: Подставим в полученное | ||
динамики на оси x,y : Определяем проекции силы: Модуль силы: | уравнение: После вынесения массы системы за знак производной | ||
Направляющие косинусы: 3. | получаем или: Произведение массы системы на ускорение ее центра | ||
6 | Лекция 1 (продолжение 1.4). Пример 3: Груз весом G подвешен | массе равно главному вектору внешних сил. В проекциях на | |
на тросе длиной l и движется по круговой траектории в | координатные оси: Центр масс системы движется как материальная | ||
горизонтальной плоскости с некоторой скоростью. Угол отклонения | точка массой, равной массе всей системы, к которой приложены все | ||
троса от вертикали равен ?. Определить натяжение троса и | внешние силы, действующие на систему. Пример: Два человека | ||
скорость груза. 1. Выбираем объект (груз). 2. Отбрасываем связь | массами m1 и m2 находятся в лодке массой m3. В начальный момент | ||
(трос) и заменяем реакцией R. 3. Составляем основное уравнение | времени лодка с людьми находилась в покое. Определить | ||
динамики: 4. Проецируем основное уравнение динамики на оси ?,n, | перемещение лодки, если человек массой m2 пересел к носу лодки | ||
b: Из третьего уравнения определяем реакцию троса: Подставляем | на расстояние а. Следствия из теоремы о движении центра масс | ||
значение реакции троса, нормального ускорения во второе | системы (законы сохранения): 1. Если в интервале времени [t1, | ||
уравнение и определяем скорость груза: Определяем натяжение | t2] главный вектор внешних сил системы равен нулю, Re = 0, то | ||
троса: Пример 4: Автомашина весом G движется по выпуклому мосту | скорость центра масс постоянна, vC = const (центр масс движется | ||
(радиус кривизны равен R) со скоростью V. Определить давление | равномерно прямолинейно – закон сохранения движения центра | ||
автомашины на мост. 1. Выбираем объект (автомашина, размерами | масс). 2. Если в интервале времени [t1, t2] проекция главного | ||
пренебрегаем и рассматриваем как точку). 2. Отбрасываем связь | вектора внешних сил системы на ось x равна нулю, Rxe = 0, то | ||
(шероховатую поверхность) и заменяем реакциями N и силой трения | скорость центра масс по оси x постоянна, vCx = const (центр масс | ||
Fтр. 3. Составляем основное уравнение динамики: 4. Проецируем | движется по оси равномерно). Аналогичные утверждения справедливы | ||
основное уравнение динамики на ось n: Отсюда определяем | для осей y и z. 1. Объект движения (лодка с людьми): 2. | ||
нормальную реакцию: Определяем давление автомашины на мост: | Отбрасываем связи (воду): 3. Заменяем связь реакцией: O. 4. | ||
Отсюда можно определить скорость, соответствующую нулевому | Добавляем активные силы: 5. Записываем теорему о центре масс: 3. | ||
давлению на мост (Q = 0): 4. | Если в интервале времени [t1, t2] главный вектор внешних сил | ||
7 | Лекция 2. 9. Для определения значений постоянных C1 и C2 | системы равен нулю, Re = 0, и в начальный момент скорость центра | |
используем начальные условия t = 0, vx = v0 , x = x0 : Решение | масс равна нулю, vC = 0, то радиус-вектор центра масс остается | ||
обратной задачи динамики – В общем случае движения точки силы, | постоянным, rC = const (центр масс находится в покое – закон | ||
действующие на точку, являются переменными, зависящими от | сохранения положения центра масс). 4. Если в интервале времени | ||
времени, координат и скорости. Движение точки описывается | [t1, t2] проекция главного вектора внешних сил системы на ось x | ||
системой трех дифференциальных уравнений второго порядка: После | равна нулю, Rxe = 0, и в начальный момент скорость центра масс | ||
интегрирования каждого из них будет шесть постоянных C1, C2,…., | по этой оси равна нулю, vCx = 0, то координата центра масс по | ||
C6: Значения постоянных C1, C2,…., C6 находятся из шести | оси x остается постоянной, xC = const (центр масс не движется по | ||
начальных условий при t = 0: После подстановки найденных | этой оси). Аналогичные утверждения справедливы для осей y и z. | ||
значений постоянных получаем: Таким образом, под действием одной | Проецируем на ось x : Определим на какое расстояние надо | ||
и той же системы сил материальная точка может совершать целый | пересесть человеку массы m1, чтобы лодка осталась на месте: 17. | ||
класс движений, определяемых начальными условиями. Начальные | 20 | Лекция 7. Импульс силы – мера механического взаимодействия, | |
координаты учитывают исходное положение точки. Начальная | характеризующая передачу механического движения со стороны | ||
скорость, задаваемая проекциями, учитывает влияние на ее | действующих на точку сил за данный промежуток времени: В | ||
движение по рассматриваемому участку траектории сил, | проекциях на координатные оси: В случае постоянной силы: В | ||
действовавших на точку до прихода на этот участок, т.е. | проекциях на координатные оси: Импульс равнодействующей – равен | ||
начальное кинематическое состояние. Пример 1 решения обратной | геометрической сумме импульсов приложенных к точке сил за один и | ||
задачи: Свободная материальная точка массы m движется по | тот же промежуток времени: Умножим на dt: Проинтегрируем на | ||
действием силы F, постоянной по модулю и величине. . В начальный | данном промежутке времени: Количество движения точки – мера | ||
момент скорость точки составляла v0 и совпадала по направлению с | механического движения, определяемая вектором, равным | ||
силой. Определить уравнение движение точки. z. 1. Составляем | произведению массы точки на вектор ее скорости: Количество | ||
основное уравнение динамики: y. 2. Выберем декартову систему | движения системы материальных точек – геометрическая сумма | ||
отсчета, направляя ось x вдоль направления силы и спроецируем | количеств движения материальных точек: По определению центра | ||
основное уравнение динамики на эту ось: или. 4. Разделяем | масс: Вектор количества движения системы равен произведению | ||
переменные: 3. Понижаем порядок производной: 5. Вычисляем | массы всей системы на вектор скорости центра масс системы. | ||
интегралы от обоих частей уравнения: x. 6. Представим проекцию | Тогда: В проекциях на координатные оси: Теорема об изменении | ||
скорости как производную координаты по времени: 7. Разделяем | количества движения системы – Рассмотрим систему n материальных | ||
переменные: 8. Вычисляем интегралы от обоих частей уравнения: В | точек. Приложенные к каждой точке силы разделим на внешние и | ||
итоге получаем уравнение равнопеременного движения (по оси x): | внутренние и заменим их на соответствующие равнодействующие Fke | ||
5. | и Fki. Запишем для каждой точки основное уравнение динамики: | ||
8 | Лекция 2 (продолжение 2.2). Общие указания к решению прямой | или. Просуммируем эти уравнения по всем точкам: В левой части | |
и обратной задачи. Порядок решения: 1. Составление | уравнения внесем массы под знак производной и заменим сумму | ||
дифференциального уравнения движения: 1.1. Выбрать систему | производных на производную суммы: Из определения количества | ||
координат – прямоугольную (неподвижную) при неизвестной | движения системы: Производная вектора количества движения | ||
траектории движения, естественную (подвижную) при известной | системы по времени равна главному вектору внешних сил системы. В | ||
траектории, например, окружность или прямая линия. В последнем | проекциях на координатные оси: 18. | ||
случае можно использовать одну прямолинейную координату. Начало | 21 | Лекция 7 (продолжение 7.2). Изменение количества движения | |
отсчета совместить с начальным положением точки (при t = 0) или | воды в интервале времени [t0,t1] : Пример: Граната массы M, | ||
с равновесным положением точки, если оно существует, например, | летевшая со скоростью v, разорвалась на две части. Скорость | ||
при колебаниях точки. 1.2. Изобразить точку в положении, | одного из осколков массы m1 возросла в направлении движения до | ||
соответствующем произвольному моменту времени (при t > 0) | величины v1. Определить скорость второго осколка. Следствия из | ||
так, чтобы координаты были положительными (s > 0, x > 0). | теоремы об изменении количества движения системы (законы | ||
При этом считаем также, что проекция скорости в этом положении | сохранения): 1. Если в интервале времени [t1, t2] главный вектор | ||
также положительна. В случае колебаний проекция скорости меняет | внешних сил системы равен нулю, Re = 0, то вектор количества | ||
знак, например, при возвращении к положению равновесия. Здесь | движения постоянен, Q = const – закон сохранения количества | ||
следует принять, что в рассматриваемый момент времени точка | движения системы). 2. Если в интервале времени [t1, t2] проекция | ||
удаляется от положения равновесия. Выполнение этой рекомендации | главного вектора внешних сил системы на ось x равна нулю, Rxe = | ||
важно в дальнейшем при работе с силами сопротивления, зависящими | 0, то проекция количества движения системы на ось x постоянна, | ||
от скорости. 1.3. Освободить материальную точку от связей, | Qx = const. Аналогичные утверждения справедливы для осей y и z. | ||
заменить их действие реакциями, добавить активные силы. 1.4. | 1. Объект движения (граната): 2. Объект – свободная система, | ||
Записать основной закон динамики в векторном виде, спроецировать | связи и их реакции отсутствуют. ? ? 3. Добавляем активные силы: | ||
на выбранные оси, выразить задаваемые или реактивные силы через | 4. Записываем теорему об изменении количества движения: | ||
переменные время, координаты или скорости, если они от них | Проецируем на ось ? : Разделяем переменные и интегрируем : | ||
зависят. 2. Решение дифференциальных уравнений: 2.1. Понизить | Правый интеграл практически равен нулю, т.к. время взрыва | ||
производную, если уравнение не приводится к каноническому | t<<1. Отсюда закон сохранения : Теорема Эйлера – | ||
(стандартному) виду. например: или. 2.2. Разделить переменные, | Применение теоремы об изменении количества движения системы к | ||
например: или. 2.3. Если в уравнении три переменных, то сделать | движению сплошной среды (воды) . 1.Выбираем в качестве объекта | ||
замену переменных, например: и затем разделить переменные. 2.4. | движения объем воды, находящийся в криволинейном канале турбины: | ||
Вычислить неопределенные интегралы в левой и правой частях | 2. Отбрасываем связи и заменяем их действие реакциями (Rпов – | ||
уравнения, например: Используя начальные условия, например, t = | равнодействующая поверхностных сил). F1. 3. Добавляем активные | ||
0, vx = vx0, определить постоянную интегрирования: Замечание. | силы (Rоб – равнодействующая объемных сил): 4. Записываем | ||
Вместо вычисления неопределенных интегралов можно вычислить | теорему об изменении количества движения системы: Количество | ||
определенные интегралы с переменным верхним пределом. Нижние | движения воды в моменты времени t0 и t1 представим как суммы: В | ||
пределы представляют начальные значения переменных (начальные | проекциях на оси: F2. Изменение количества движения воды за | ||
условия) .Тогда не требуется отдельного нахождения постоянной, | бесконечно малый интервал времени dt: , где. Разность проекций | ||
которая автоматически включается в решение, например: 2.5. | векторов секундных количеств движения жидкости на ось равна | ||
Выразить скорость через производную координаты по времени, | сумме проекций главных векторов объемных и поверхностных сил на | ||
например, и повторить пункты 2.2 -2.4. Замечание. Если уравнение | ту же ось. Принимая произведение плотности, площади поперечного | ||
приводится к каноническому виду, имеющему стандартное решение, | сечения и скорости за секундную массу получаем: Подставляя | ||
то это готовое решение и используется. Постоянные интегрирования | дифференциал количества движения системы в теорему об изменении | ||
по прежнему находятся из начальных условий. См., например, | получаем: 19. Геометрическая разность векторов секундных | ||
колебания (лекция 4, стр.8). 6. | количеств движения жидкости равна сумме главных векторов | ||
9 | Лекция 2 (продолжение 2.3). Максимальная высота полета ?? | объемных и поверхностных сил. | |
при обращении знаменателя в нуль: 8. Определим значение | 22 | Лекция 7 (продолжение 7.3). Момент количества движения точки | |
постоянной C1 из начального условия t = 0, vx = v0=0: 11. | или кинетический момент движения относительно некоторого центра | ||
Определим значение постоянной C2 из начального условия t = 0, x | – мера механического движения, определяемая вектором, равным | ||
= x0=0: Пример 2 решения обратной задачи: Сила зависит от | векторному произведению радиуса-вектора материальной точки на | ||
времени. Груз весом P начинает двигаться по гладкой | вектор ее количества движения: В проекциях на оси: Кинетический | ||
горизонтальной поверхности под действием силы F, величина | момент системы материальных точек относительно некоторого центра | ||
которой пропорциональна времени (F = kt). Определить пройденное | – геометрическая сумма моментов количеств движений всех | ||
расстояние грузом за время t. 1. Выбираем систему отсчета | материальных точек относительно этого же центра: В проекциях на | ||
(декартовые координаты) так, чтобы тело имело положительную | оси: Теорема об изменении момента количества движения системы – | ||
координату: 2. Принимаем объект движения за материальную точку | Рассмотрим систему n материальных точек. Приложенные к каждой | ||
(тело движется поступательно), освобождаем от связи (опорной | точке силы разделим на внешние и внутренние и заменим их на | ||
плоскости) и заменяем реакцией (нормальной реакцией гладкой | соответствующие равнодействующие Fke и Fki. Запишем для каждой | ||
поверхности): 3. Составляем основное уравнение динамики: 4. | точки основное уравнение динамики: или. Умножим векторно каждое | ||
Проецируем основное уравнение динамики на ось x : или. 5. | из равенств на радиус-вектор слева: Просуммируем эти уравнения | ||
Понижаем порядок производной: 6. Разделяем переменные: 6. | по всем точкам: Посмотрим, можно ли вынести знак производной за | ||
Разделяем переменные: 7. Вычисляем интегралы от обоих частей | пределы векторного произведения: Таким образом, получили: | ||
уравнения: 7. Вычисляем интегралы от обоих частей уравнения: | Заменим сумму производных на производную суммы: Производная | ||
Отсюда при постановке радиуса Земли и ускорения свободного | вектора момента количества движения системы относительно | ||
падения получается II космическая скорость: 8. Подставляем | некоторого центра по времени равна главному моменту внешних сил | ||
пределы: В итоге получаем выражение для скорости в функции от | системы относительно этого же центра. Выражение в скобках есть | ||
координаты y : 9. Представим проекцию скорости как производную | момент количества движения системы. Отсюда: В проекциях на | ||
координаты по времени: 9. Разделяем переменные: В итоге получаем | координатные оси: Производная момента количества движения | ||
уравнение движения (по оси x), которое дает значение пройденного | системы относительно некоторой оси по времени равна главному | ||
пути за время t: Максимальную высоту полета можно найти | моменту внешних сил системы относительно этой же оси. 20. | ||
приравнивая скорость нулю: 10. Вычисляем интегралы от обоих | 23 | Лекция 8. ¦ Следствия из теоремы об изменении момента | |
частей уравнения: Пример 3 решения обратной задачи: Сила зависит | количества движения системы (законы сохранения): 1. Если в | ||
от координаты. Материальная точка массой m брошена вверх с | интервале времени [t1, t2] вектор главного момента внешних сил | ||
поверхности Земли со скоростью v0. Сила притяжения Земли обратно | системы относительно некоторого центра равен нулю, MOe = 0, то | ||
пропорциональна квадрату расстояния от точки до центра тяготения | вектор момента количества движения системы относительно этого же | ||
(центра Земли). Определить зависимость скорости от расстояния y | центра постоянен, KO = const – закон сохранения момента | ||
до центра Земли. 1. Выбираем систему отсчета (декартовые | количества движения системы). 2. Если в интервале времени [t1, | ||
координаты) так, чтобы тело имело положительную координату: 2. | t2] главный момент внешних сил системы относительно оси x равен | ||
Составляем основное уравнение динамики: 3. Проецируем основное | нулю, Mxe = 0, то момент количества движения системы | ||
уравнение динамики на ось y : или. R. Коэффициент | относительно оси x постоянен, Kx = const. Аналогичные | ||
пропорциональности можно найти, используя вес точки на | утверждения справедливы для осей y и z. ¦ Элементы теории | ||
поверхности Земли: Отсюда дифференциальное уравнение имеет вид: | моментов инерции – При вращательном движении твердого тела мерой | ||
или. 4. Понижаем порядок производной: 5. Делаем замену | инерции (сопротивления изменению движения) является момент | ||
переменной: 7. | инерции относительно оси вращения. Рассмотрим основные понятия | ||
10 | Лекция 2 (продолжение 2.4). Пример 2 решения обратной | определения и способы вычисления моментов инерции. 1. Момент | |
задачи: Сила зависит от скорости. Судно массы m имело скорость | инерции материальной точки относительно оси: 2. Момент инерции | ||
v0. Сопротивление воды движению судна пропорционально скорости. | твердого тела относительно оси: Момент инерции твердого тела | ||
Определить время, за которое скорость судна упадет вдвое после | относительно оси равен сумме произведений массы каждой точки на | ||
выключения двигателя, а также пройденное расстояние судном до | квадрат расстояния этой точки до оси. Момент инерции | ||
полной остановки. 1. Выбираем систему отсчета (декартовые | материальной точки относительно оси равен произведению массы | ||
координаты) так, чтобы тело имело положительную координату: 2. | точки на квадрат расстояния точки до оси. При переходе от | ||
Принимаем объект движения за материальную точку (судно движется | дискретной малой массы к бесконечно малой массе точки предел | ||
поступательно), освобождаем от связей (воды) и заменяем реакцией | такой суммы определяется интегралом: Осевой момент инерции | ||
(выталкивающей силой – силой Архимеда), а также силой | твердого тела. Кроме осевого момента инерции твердого тела | ||
сопротивления движению. 3. Добавляем активную силу (силу | существуют другие виды моментов инерции: Полярный момент инерции | ||
тяжести). 4. Составляем основное уравнение динамики: 5. | твердого тела. Центробежный момент инерции твердого тела. 3. | ||
Проецируем основное уравнение динамики на ось x : или. 6. | Теорема о моментах инерции твердого тела относительно | ||
Понижаем порядок производной: 7. Разделяем переменные: 8. | параллельных осей – формула перехода к параллельным осям: Момент | ||
Вычисляем интегралы от обоих частей уравнения: 9. Подставляем | инерции относительно исходной оси. Статические моменты инерции | ||
пределы: Получено выражение, связывающее скорость и время t, | относительно исходных осей. Масса тела. Таким образом: Если ось | ||
откуда можно определить время движения: Время движения, за | z1 проходит через центр масс, то статические моменты равны нулю: | ||
которое скорость упадет вдвое: Исключив время из уравнений | Расстояние между осями z1 и z2. 21. | ||
движения получаем уравнение траектории: Время полета определяем | 24 | Лекция 8 (продолжение 8.2). Момент инерции однородного | |
приравниванием координаты y нулю: Интересно заметить, что при | стержня постоянного сечения относительно оси: 5. Момент инерции | ||
приближении скорости к нулю время движения стремится к | однородного сплошного цилиндра относительно оси симметрии: | ||
бесконечности, т.е. конечная скорость не может быть равна нулю. | Выделим элементарный объем dV = Adx на расстоянии x: Zс. z. | ||
Чем не “вечное движение”? Однако, при этом пройденный путь до | Выделим элементарный объем dV = 2?rdrH (тонкий цилиндр радиуса | ||
остановки является конечной величиной. Для определения | r) : L. x. Элементарная масса: C. Элементарная масса: x. H. dx. | ||
пройденного пути обратимся к выражению, полученному после | Для вычисления момента инерции относительно центральной оси | ||
понижения порядка производной, и сделаем замену переменной: | (проходящей через центр тяжести) достаточно изменить | ||
Дальность полета определяем подстановкой времени полета: | расположение оси и задать пределы интегрирования (-L/2, L/2). | ||
Пройденный путь до остановки: После интегрирования и подстановки | Здесь продемонстрируем формулу перехода к параллельным осям: r. | ||
пределов получаем: ¦ Движение точки, брошенной под углом к | dr. Здесь использована формула объема цилиндра V=?R2H. Для | ||
горизонту, в однородном поле силы тяжести без учета | вычисления момента инерции пустотелого (толстого) цилиндра | ||
сопротивления воздуха. 8. | достаточно задать пределы интегрирования от R1 до R2 (R2> | ||
11 | Лекция 3. Прямолинейные колебания материальной точки – | R1): Поскольку высота цилиндров в результате не входит в формулы | |
Колебательное движение материальной точки происходит при | моментов инерции, то они остаются справедливыми для тонкого | ||
условии: имеется восстанавливающая сила, стремящая вернуть точку | сплошного диска и обода колеса (тонкого кольца). 6. Момент | ||
в положение равновесия при любом отклонении ее из этого | инерции тонкого цилиндра относительно оси симметрии ( t | ||
положения. y. x. O. Восстанавливающая сила есть, положение | <<R ): В силу малости толщины цилиндра считаем, что все | ||
равновесия устойчивое. Восстанавливающей силы нет, положение | точки находятся на одинаковом расстоянии R до оси и | ||
равновесия неустойчивое. Восстанавливающей силы нет, положение | интегрирования не требуется. Объем V = 2?RtH. (тонкий цилиндр | ||
равновесия безразличное. Восстанавливающая сила есть, положение | радиуса R с толщиной стенки t). ¦ Кинетический момент твердого | ||
равновесия устойчивое. Необходим анализ. Сила упругости пружины | тела. Выделим дискретный малый объем массы ?mi : H. Или переходя | ||
– пример линейной восстанавливающей силы. Направлена всегда к | к бесконечно малым: То же самое можно получить с использованием | ||
положению равновесия, величина прямо пропорциональна линейному | формулы для толстостенного цилиндра, учитывая малость t: | ||
удлинению (укорочению) пружины, равному отклонению тела от | Кинетический момент вращающегося тела равен произведению угловой | ||
положения равновесия: с – коэффициент жесткости пружины, | скорости на момент инерции относительно оси вращения. 22. | ||
численно равный силе, под действием которой пружина изменяет | 25 | Лекция 8 (продолжение 8.3). Пример: Определить период малых | |
свою длину на единицу, измеряется в Н/м в системе СИ. Причиной | свободных колебаний однородного стержня массы M и длиной l, | ||
возникновения свободных колебаний является начальное смещение x0 | подвешенного одним концом к неподвижной оси вращения. Пример: | ||
и/или начальная скорость v0. Итак, уравнение свободных колебаний | Два человека одинакового веса G1 = G2 висят на канате, | ||
имеет вид: Уравнение можно представить одночленным выражением: | переброшенном через сплошной блок весом G3 = G1/4. В некоторый | ||
Где a – амплитуда, ? - начальная фаза. Определим a и ? : Новые | момент один из них начал подниматься по канату с относительной | ||
константы a и ? - связаны с постоянными C1 и C2 соотношениями: | скоростью u. Определить скорости подъема каждого из людей. После | ||
Виды колебаний материальной точки: 1. Свободные колебания (без | начала движения одного человека относительно каната вся система | ||
учета сопротивления среды). 2. Свободные колебания с учетом | пришла в движение, но кинетический момент системы должен | ||
сопротивления среды (затухающие колебания). 3. Вынужденные | остаться равным нулю: Kz = 0. Кинетический момент системы | ||
колебания. 4. Вынужденные колебания с учетом сопротивления | складывается из кинетических моментов обоих людей и блока: 1. | ||
среды. ¦ Свободные колебания – происходят под действием только | Выбираем объект движения (блок с людьми): R. 2. Отбрасываем | ||
восстанавливающей силы. Запишем основной закон динамики: Корни | связи (опорное устройство блока): 3. Заменяем связь реакциями | ||
характеристического уравнения мнимые и равные: Общее решение | (подшипника): 4. Добавляем активные силы (силы тяжести): 5. | ||
дифференциального уравнения имеет вид: Выберем систему координат | Записываем теорему об изменении кинетического момента системы | ||
с центром в положении равновесия (точке O) и спроецируем | относительно оси вращения блока: Здесь v2 – скорость второго | ||
уравнение на ось x : Скорость точки: Приведем полученное | человека, равная скорости троса, Так как момент внешних сил | ||
уравнение к стандартному (каноническому) виду : Начальные | равен нулю, то кинетический момент должен оставаться постоянным: | ||
условия: Данное уравнение является однородным линейным | В начальный момент времени t = 0 было равновесие и Kz0 = 0. ¦ | ||
дифференциальным уравнением II порядка, вид решения которого | Дифференциальное уравнение вращения твердого тело относительно | ||
определяется корнями характеристического уравнения, получаемое с | оси: Запишем теорему об изменении кинетического момента твердого | ||
помощью универсальной подстановки: Определим постоянные: 9. | тела, вращающегося вокруг неподвижной оси: Кинетический момент | ||
12 | Лекция 3 (продолжение 3.2). y. Затухающие колебания | вращающегося твердого тела равен: Или: Момент внешних сил | |
материальной точки – Колебательное движение материальной точки | относительно оси вращения равен вращающему моменту (реакции и | ||
происходит при наличии восстанавливающей силы и силы | сила тяжести моментов не создают): В случае малых колебаний sin? | ||
сопротивления движению. Зависимость силы сопротивления движению | ? ?: Подставляем кинетический момент и вращающий момент в | ||
от смещения или скорости определяется физической природы среды | теорему. Период колебаний: Момент инерции стержня: 23. | ||
или связи, препятствующей движению. Наиболее простой | 26 | Лекция 8 (продолжение 8.4 – дополнительный материал). | |
зависимостью является линейная зависимость от скорости (вязкое | Основное допущение приближенной (элементарной) теории гироскопа | ||
сопротивление): x. O. ? - Коэффициент вязкости. Основное | – вектор момента количества движения (кинетический момент) | ||
уравнение динамики: Проекция уравнения динамики на ось: Где. | ротора считается направленным вдоль собственной оси вращения. | ||
Приведем уравнение к стандартному виду: Характеристическое | Таким образом, несмотря на то, что в общем случае ротор | ||
уравнение имеет корни: Общее решение данного дифференциального | участвует в трех вращениях, принимается в расчет только угловая | ||
уравнения имеет различный вид в зависимости от значений корней: | скорость собственного вращения ? = d?/dt. Основанием для этого | ||
1. n < k – случай малого вязкого сопротивления: - корни | является то, что в современной технике ротор гироскопа вращается | ||
комплексные, различные. Или. x = ae-nt. Частота затухающих | с угловой скоростью порядка 5000-8000 рад/c (около 50000-80000 | ||
колебаний: Период: T*. Декремент колебаний: ai+1. ai. x = | об/мин), в то время как две другие угловые скорости, связанные с | ||
-ae-nt. Логарифмический декремент колебаний: Затухание колебаний | прецессией и нутацией собственной оси вращения в десятки тысяч | ||
происходит очень быстро. Основное влияние силы вязкого | раз меньше этой скорости. ? ? ¦ Элементарная теория гироскопа: | ||
сопротивления – уменьшение амплитуды колебаний с течением | Гироскоп – твердое тело, вращающееся вокруг оси материальной | ||
времени. 2. N > k – случай большого вязкого сопротивления: - | симметрии, одна из точек которой неподвижна. Свободный гироскоп | ||
корни действительные, различные. Или. - Эти функции | – закреплен так, что его центр масс остается неподвижным, а ось | ||
апериодические: Эти функции также апериодические: 3. N = k : - | вращения проходит через центр масс и может принимать любое | ||
корни действительные, кратные. 10. | положение в пространстве, т.е. ось вращения изменяет свое | ||
13 | Лекция 3 (продолжение 3.3). Способы соединения пружин. | положение подобно оси собственного вращения тела при сферическом | |
Эквивалентная жесткость. y. y. Классификация решений свободных | движении. Основное свойство свободного гироскопа – ось ротора | ||
колебаний. 11. | сохраняет неизменное направление в пространстве по отношению к | ||
14 | Лекция 4. Вынужденные колебания материальной точки – Наряду | инерциальной (звездной) системе отсчета (демонстрируется | |
с восстанавливающей силой действует периодически изменяющаяся | маятником Фуко, сохраняющим неизменной по отношению к звездам | ||
сила, называемая возмущающей силой. Возмущающая сила может иметь | плоскость качания, 1852 г.). Это вытекает из закона сохранения | ||
различную природу. Например, в частном случае инерционное | кинетического момента относительно центра масс ротора при | ||
воздействие неуравновешенной массы m1 вращающегося ротора | условии пренебрежения трением в подшипниках осей подвески | ||
вызывает гармонически изменяющиеся проекции силы: Основное | ротора, внешней и внутренней рамы: Действие силы на ось | ||
уравнение динамики: Проекция уравнения динамики на ось: Приведем | свободного гироскопа. В случае действия силы, приложенной к оси | ||
уравнение к стандартному виду: Решение этого неоднородного | ротора, момент внешних сил относительно центра масс не равен | ||
дифференциального уравнения состоит их двух частей x = x1 + x2 : | нулю: Производная кинетического момента по времени равна | ||
x1 – общее решение соответствующего однородного уравнения и x2 – | скорости конца этого вектора (теорема Резаля): С. Это означает, | ||
частное решение неоднородного уравнения: Общее решение: Частное | что ось ротора будет отклоняться не в сторону действия силы, а в | ||
решение подбираем в форме правой части: Полученное равенство | сторону вектора момента этой силы, т.е. будет поворачиваться не | ||
должно удовлетворяться при любом t . Тогда: или. Таким образом, | относительно оси x (внутренняя подвеска), а относительно оси y | ||
частное решение: В итоге полное решение: или. Постоянные С1 и | (внешняя подвеска). При прекращении действия силы ось ротора | ||
С2, или a и ? определяются из начальных условий с использованием | останется в неизменном положении, соответствующем последнему | ||
полного решения (!): Таким образом, при одновременном действии | моменту времени действия силы, т.к. с этого момента времени | ||
восстанавливающей и возмущающей сил материальная точка совершает | момент внешних сил вновь становится равным нулю. В случае | ||
сложное колебательное движение, представляющее собой результат | кратковременного действия силы (удара) ось гироскопа практически | ||
сложения (наложения) свободных (x1) и вынужденных (x2) | не меняет своего положения. Таким образом, быстрое вращение | ||
колебаний. Если p < k (вынужденные колебания малой частоты), | ротора сообщает гироскопу способность противодействовать | ||
то фаза колебаний совпадает с фазой возмущающей силы: Если p | случайным воздействиям, стремящимся изменить положение оси | ||
> k (вынужденные колебания большой частоты), то фаза | вращения ротора, а при постоянном действии силы сохраняет | ||
колебаний противоположна фазе возмущающей силы: 12. | положение плоскости, перпендикулярной действующей силе, в | ||
15 | Лекция 4 (продолжение 4.2). Коэффициент динамичности – | которой лежит ось ротора. Эти свойства используются в работе | |
отношение амплитуды вынужденных колебаний к статическому | инерциальных систем навигации. 24. | ||
«Динамика материальной точки» | Динамика.ppt |
«Измерительные приборы» - Одно деление у маномометра - это атмосфера. Медицинский динамометр. Тяговый динамометр. Термометр расположен вертикально. Термометр представляет собой стеклянную трубку, запаянную с двух сторон. Барометр анероид. Назначение динамометра. Виды динамометров. Приборы очень облегчают жизнь человека. Манометр работает за счёт упругости.
«Что изучает физика» - Извержение вулкана. Беседа с учащимися с использованием иллюстраций. Гроза. Пуск ракеты. Магнитные явления природы. Аристотель ввёл понятие «физика» ( от греческого слова «фюзис» - природа). Горение. Физика. Вступительное слово учителя. Атомные явления природы. Акустические явления природы. Техника.
«Атомные ядра» - Ядерные силы. Модели атомных ядер. Рассеяние ?-частицы в кулоновском поле ядра. Деление ядер. Радиоактивность. Состав атомного ядра. Магнитное поле создается сверхпроводящими обмотками. Сверхтяжелые ядра (A > 100). Ядерная физика. Схема устройства атомной электростанции. Опыт Резерфорда. Масса и энергия связи ядра.
«Никола Тесла» - Электромобиль Теслы. Электромобиль. Одной из загадок Теслы является «луч смерти». Никола Тесла (1856-1943). «Дармовая» энергия. Система беспроводной передачи информации на основе проекта Ворденклиф. Его заслуги. Биография. Закончил Политехнический институт в Граце, Пражский университет. Проект «Ворденклиф».
«Внутренняя энергия» - Многоатомная молекула может вращаться. Уравнение политропы. Внутренняя энергия – энергия покоя. Теплоёмкости одноатомных и многоатомных газов. Работа и теплота. Внутренняя энергия. Теплоемкость при постоянном объёме будет равна. Внутренняя энергия. Теплоёмкость идеального газа. Адиабатический процесс.
«Сопротивление проводника» - Природа сторонних сил может быть различной. Единица сопротивления в СИ - ом (Ом). Закон Ома для участка. Правило сложения сопротивлений. Применение источников с разным значением ЭДС возможно, но затруднительно. Внутреннее сопротивление батареи. За время dt через сечение проводника переносится заряд dq.