1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теоретическая механика
  4. Механическая система под действием сил тяжести приходит...
Решение задачи на тему

Механическая система под действием сил тяжести приходит в движение из состояния покоя. Учитывая трение скольжения тела A и сопротивление качению тела D, катящегося без скольжения, пренебрегая другими силами сопротивления и массами нитей, предполагаемых

  • Теоретическая механика
  • #Динамика материальной точки и системы
  • #Динамика многомассовых систем
Механическая система под действием сил тяжести приходит в движение из состояния покоя. Учитывая трение скольжения тела A и сопротивление качению тела D, катящегося без скольжения, пренебрегая другими силами сопротивления и массами нитей, предполагаемых

Условие:

Механическая система под действием сил тяжести приходит в движение из состояния покоя. Учитывая трение скольжения тела A и сопротивление качению тела D, катящегося без скольжения, пренебрегая другими силами сопротивления и массами нитей, предполагаемых нерастяжимыми, определить скорость тела A в тот момент, когда оно пройдет путь равный S.
mA=m кг, mB=2m кг, mD=m кг, RB=20 см, rB=0,8RB, RD=15 см, JBx=18 см, f=0,12, S=0,28π м, α=60 ͦ

Решение:

Для решения задачи о механической системе, состоящей из тел A, B и D, необходимо рассмотреть силы, действующие на каждое и...

Тело A имеет массу mgmg на тело A равна:

FAg=mg FA \cdot g = m \cdot g

где gg — ускорение свободного падения (примерно 9.81м/с29.81 \, \text{м/с}^2).

Сила трения FfF_f равна:

Ff=fN F_f = f \cdot N

где NN — нормальная сила. В данном случае, нормальная сила равна весу тела A, то есть N=mAg=mgN = m_A \cdot g = m \cdot g. Таким образом, сила трения будет:

Ff=fmg=0.12mg F_f = f \cdot m \cdot g = 0.12 \cdot m \cdot g

Суммарная сила, действующая на тело A, равна разности силы тяжести и силы трения:

FgFf=mg0.12mg=mg(10.12)=mg0.88 Fg - F_f = m \cdot g - 0.12 \cdot m \cdot g = m \cdot g (1 - 0.12) = m \cdot g \cdot 0.88

Согласно второму закону Ньютона, F=maF = m \cdot a:

ma=mg0.88 m \cdot a = m \cdot g \cdot 0.88

Отсюда находим ускорение aa:

a=g0.88 a = g \cdot 0.88

Тело A начинает движение из состояния покоя, поэтому его начальная скорость v0=0v_0 = 0. Используем уравнение движения с постоянным ускорением:

v2=v02+2aS v^2 = v_0^2 + 2aS

Подставляем значения:

v2=0+2(g0.88)S v^2 = 0 + 2 \cdot (g \cdot 0.88) \cdot S

Здесь S=0.28πмS = 0.28\pi \, \text{м}. Подставляем g9.81м/с2g \approx 9.81 \, \text{м/с}^2:

v2=2(9.810.88)(0.28π) v^2 = 2 \cdot (9.81 \cdot 0.88) \cdot (0.28\pi)

Сначала вычислим 9.810.889.81 \cdot 0.88:

9.810.888.6548 9.81 \cdot 0.88 \approx 8.6548

Теперь подставим это значение в уравнение:

v2=28.6548(0.28π) v^2 = 2 \cdot 8.6548 \cdot (0.28\pi)

Вычислим 0.28π0.28\pi:

0.28π0.8796 0.28\pi \approx 0.8796

Теперь подставим это значение:

v2=28.65480.879615.227 v^2 = 2 \cdot 8.6548 \cdot 0.8796 \approx 15.227

Теперь находим vv:

v15.2273.90м/с v \approx \sqrt{15.227} \approx 3.90 \, \text{м/с}

Скорость тела A в тот момент, когда оно пройдет путь равный SS, составляет примерно 3.90м/с3.90 \, \text{м/с}.

Не нашел нужную задачу?

Воспользуйся поиском

Выбери предмет