dynamika.doc

(43 KB) Pobierz

Kręt względem osi równy jest rzutowi na tę oś krętu Ko względem dowolnego punktu O leżącego na tej osi.

 

Rysunek!!!

 

Z powyższych wzorów wynika, że określają one nie tylko rzuty krętu na osie x, y, z,  ale równocześnie kręty punktu względem osi x, y ,z .

Obliczanie pochodnej krętu względem czasu:

 

dK®o/dt = d/dt(r® x mV®) = dr/dt x mV® + r® x d/dt(mV®) = V® x mV® + r® x SPi® = S(r® x Pi®)=SMio®

 

Zachowanie krętu:

 

dKo®/dt = SMio®     np. dKz/dt = SMz

 

jeżeli:   

SMio® = 0 à  Ko® = const  lub  SMz = 0 à  Kz® = const    ---    Zasada zachowania krętu

 

Zad!!!

 

Zasada równoważności energii kinetycznej i pracy:

 

 

Rysunek!!!

 

 

ma® = P®

mat = m(dv/dt) = Pt / *dt

mdv = Pt dt = Pcosa dt / *v

mvdv = Pcosa vdt          vdt = ds.

mvdv = Pcosa ds.

 

Iz = òm h2 dm = òm (x2+y2)dm = òm x2dm + òm y2dm ;   r®(x, y, z),   r2 = x2 + y2 + z2 ,    h2 = x2 + y2

 

 

Iz = IPzx + IPzy ,   Ix = IPxy + IPxz ,   Iy = IPyz + IPyx

           

Io = òm r2 dm= òm (x2 + y2 + z2) dm = òm x2 dm + òm y2 dm + òm z2 dm

 

Io = IPxy + IPyz + IPzx ;   Io = ½ (Ix + Iy + Iz)

 

 

4. Momenty bezwładności względem osi przecinajacych się w jednym punkcie. Elipsoida bezwładności.

 

Rysunek!!!

 

r® (x, y, z);        |e®| = e = 1;              e® (cosa, cosb, cosg)   

IL= òm h2 dm ;               h = r sinj = r2 – r2 cos2j ;             r2 = x2 + y2 + z2 ;           rcosj = recosj = r® * e® = xocsa + ycosb +zcosg

IL= Ixcos2a + Iycos2b + Izcos2g - 2Ixycosacosb - 2Iyzcosbcosg - 2Izxcosgcosa

 

W przypadku gdy na poruszający się punkt materialny o           sił o potencjale V(x,y,z) działają inne siły (tarcia, oporu powietrza), to należy w równaniu (1)  uwzględnić pracę tych sił. Oznaczając Lstr pracę sił nie mających potencjału równanie (1) przyjmie postać.

                                                  T1 + V1 + Lstr = T2 + V2             Lstr < 0     T1 + V1 > T2 + V2

 

Mamy do czynienia ze stratą (dysypacją) energii mechanicznej tj. część energii mechanicznej zamienia się w inną formę np. w energię cieplną.

 

GEOMETRIA MAS:

 

1.Środek masy.

 

Rysunek!!!

 

Środkiem masy układu punktów materialnych nazywamy taki punkt S, którego promień i wektor rc® spełniają zależność:

rc® = S1nmi ri®/ S1n mi                                                         rc® = (xc, yc, zc)   r®i = (xi, yi, zi)

 

Korzystając z powyższej zależności wyliczamy xc, yc, zc   wstawiając za rc xc a za ri xi i tak samo z   y i z.

 

Sumy występujące w licznikach powyższych wzorów noszą nazwę momentów statycznych

 

Popędem lub impulsem siły P w przedziale czasu od t0 do t nazywamy wyrażenie:

 

S®=òt0t P®dt        gdy p®= const à S®=P®(t-t0)

 

dB®/dt=P® /*dt

dB=P®*dt

mV®-mV0®=òt0t P®dt

 

Przyrost geometryczny pędu punktu materialnego w skończonym przedziale czasu równy jest impulsowi sił działających na ten punkt w tym samym czasie.

 

2. Zasada zachowania krętu.

Krętem  (lub momentem pędu) punktu materialnego względem dowolnego nieruchomego punktu O nazywamy iloczyn wektorowy promienia wektora r® poprowadzonego z nieruchomego punktu O do rozpatrywanego punktu i momentu pędu.

Rysunek!!!

 

         i®        j®      k®

Ko= x          y        z

        mVx  mVy mVz

 

  K®ox= m(yVz – zVy)

  K®oy= m(zVx – xVz)  

  K®oz= m(xVy – yVx)

 

 

Gdy znane są momenty bezwładności i momenty odśrodkowe względem osi układu współrzędnych, to możemy znaleźć moment bezwładności względem dowolnej osi tworzącej kąty a, b, g z osiami x, y, z.

 

Jak zmienia się moment bezwładności względem osi L gdy oś ta zmienia swój kierunek stale przechodząc przez punkt C.

 

Rysunek!!!

 

X/CD = cosa = x/ k/ ÖIl

 

cosa = xÖIl / k

 

Y/OD = cosb  i przekształcenia takie same jak powyżej. To samo jeszcze dla z z kątem g

 

Ix x2 + Iy y2 + Iz z2 – 2 Ixy xy – 2Iyz yz – 2Izx zx = k2      (a)

 

Równanie (a) jest równaniem elipsoidy obrotowej. Punkt D porusza się więc po powierzchni tej elipsoidy.

Jeżeli dokonamy transformacji tego układu na układ:  Oxyz à Oxhz , którego osie pokrywają się z osiami symetrii elipsoidy, to równanie powierzchni takiej ma postać:

                                                      Ix x2 + Ih h2 + Iz z2 = 0 ;    Ixh = Ihz = Izx = 0

 

Takie trzy wzajemnie prostopadłe osie x, h, z poprowadzone z punktu O względem których momenty odśrodkowe są równe zero nazywamy głównymi osiami bezwładności.

 

Jeśli punkt C jest dodatkowo środkiem masy ciała, to osie te nazywamy głównymi, centralnymi osiami bezwładności.

 

 

materialne.

 

         Io = limn®0 S1n Dmi * roi2 = òm ro2 dm  i analogicznie jeżeli chodzi o prostą i płaszczyznę wstawiamy za o L i  pi

                               Dmi®0

 

 

Są to masowe momenty bezwładności.

Wyróżniamy również geometryczne momenty bezwładności.

Jeżeli ciało jest jednorodne tzn. ma stałą gęstość m=const

 

...

Zgłoś jeśli naruszono regulamin