1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теоретическая механика
  4. Дано: ф = 3t рад, OM = 0,4*sin π(t+1)/3 м, h=0,4 м, t=...
Решение задачи на тему

Дано: ф = 3t рад, OM = 0,4*sin π(t+1)/3 м, h=0,4 м, t= 1 c. описание рисунка: прямоугольник высота h ширина 2h точка М лежит сверху на 2h стороне, Точка О лежит в правом верхнем углу к левому нижнему углу точка опоры направлена против часовой стрелки ф

  • Теоретическая механика
  • #Динамика материальной точки и системы
  • #Кинематика и динамика твердого тела
Дано: ф = 3t рад, OM = 0,4*sin π(t+1)/3 м, h=0,4 м, t= 1 c. описание рисунка: прямоугольник высота h ширина 2h точка М лежит сверху на 2h стороне, Точка О лежит в правом верхнем углу к левому нижнему углу точка опоры направлена против часовой стрелки ф

Условие:

Дано: ф = 3t рад, OM = 0,4*sin π(t+1)/3 м, h=0,4 м, t= 1 c.
описание рисунка: прямоугольник высота h
ширина 2h точка М лежит сверху на 2h стороне, Точка О лежит в правом верхнем углу
к левому нижнему углу точка опоры направлена против часовой стрелки ф
Найти абсолютную скорость и абсолютное ускорение точки М в момент време-ни t1.

Решение:

Для решения задачи найдем абсолютную скорость и абсолютное ускорение точк...

Дано уравнение для координаты точки М:

OM=0,4sin(π(t+1)3) OM = 0,4 \cdot \sin\left(\frac{\pi(t + 1)}{3}\right)

Подставим t=1t = 1:

OM=0,4sin(π(1+1)3)=0,4sin(2π3) OM = 0,4 \cdot \sin\left(\frac{\pi(1 + 1)}{3}\right) = 0,4 \cdot \sin\left(\frac{2\pi}{3}\right)

Значение sin(2π3)=sin(ππ3)=sin(π3)=32\sin\left(\frac{2\pi}{3}\right) = \sin\left(\pi - \frac{\pi}{3}\right) = \sin\left(\frac{\pi}{3}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2}.

Таким образом:

OM=0,432=0,23 м OM = 0,4 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 0,2\sqrt{3} \text{ м}

Для нахождения абсолютной скорости точки М, необходимо взять производную от OMOM по времени tt:

vM=d(OM)dt=0,4ddt(sin(π(t+1)3)) v_M = \frac{d(OM)}{dt} = 0,4 \cdot \frac{d}{dt}\left(\sin\left(\frac{\pi(t + 1)}{3}\right)\right)

Используем правило производной:

ddt(sin(kt))=kcos(kt) \frac{d}{dt}\left(\sin(k t)\right) = k \cdot \cos(k t)
где k=π3k = \frac{\pi}{3}.

Таким образом:

vM=0,4π3cos(π(t+1)3) v_M = 0,4 \cdot \frac{\pi}{3} \cdot \cos\left(\frac{\pi(t + 1)}{3}\right)

Подставим t=1t = 1:

vM=0,4π3cos(2π3) v_M = 0,4 \cdot \frac{\pi}{3} \cdot \cos\left(\frac{2\pi}{3}\right)

Значение cos(2π3)=12\cos\left(\frac{2\pi}{3}\right) = -\frac{1}{2}:

vM=0,4π3(12)=0,4π6=0,2π3 м/с v_M = 0,4 \cdot \frac{\pi}{3} \cdot \left(-\frac{1}{2}\right) = -\frac{0,4\pi}{6} = -\frac{0,2\pi}{3} \text{ м/с}

Теперь найдем абсолютное ускорение, взяв производную от скорости:

aM)}{dt} = \frac{d}{dt}\left(-\frac{0,2\pi}{3}\cos\left(\frac{\pi(t + 1)}{3}\right)\right)

Используя правило производной:

aM=0,2π3(π3sin(π(t+1)3)) a_M = -\frac{0,2\pi}{3} \cdot \left(-\frac{\pi}{3}\sin\left(\frac{\pi(t + 1)}{3}\right)\right)
aM=0,2π29sin(π(t+1)3) a_M = \frac{0,2\pi^2}{9} \sin\left(\frac{\pi(t + 1)}{3}\right)

Подставим t=1t = 1:

aM=0,2π29sin(2π3) a_M = \frac{0,2\pi^2}{9} \sin\left(\frac{2\pi}{3}\right)
sin(2π3)=32 \sin\left(\frac{2\pi}{3}\right) = \frac{\sqrt{3}}{2}
aM=0,2π2932=0,1π239 м/с2 a_M = \frac{0,2\pi^2}{9} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{0,1\pi^2\sqrt{3}}{9} \text{ м/с}^2

Таким образом, абсолютная скорость точки М в момент времени t1=1t_1 = 1 с равна:

vM=0,2π3 м/с v_M = -\frac{0,2\pi}{3} \text{ м/с}

Абсолютное ускорение точки М в тот же момент времени:

aM=0,1π239 м/с2 a_M = \frac{0,1\pi^2\sqrt{3}}{9} \text{ м/с}^2

Выбери предмет