- •Раздел второй кинетика
- •4. Кинетика
- •4.1. Введение в кинетику
- •4.1.1. Предмет кинетики. Основные понятия
- •4.1.2. Основные законы механики
- •4.1.3. Связи и реакции связей
- •4.1.4. Силы трения
- •4.1.5. Классификация связей
- •Вопросы для повторения
- •4.2. Дифференциальные уравнения движения материальной точки
- •4.2.1. Дифференциальные уравнения движения свободной точки
- •4.2.2. Движение несвободной материальной точки
- •4.2.3. Дифференциальные уравнения относительного движения материальной точки
- •4.2.4. Две основные задачи динамики
- •Вопросы для повторения
- •4.3. Введение в динамику механической системы
- •4.3.1. Дифференциальные уравнения движения механической системы
- •4.3.2. Силы, действующие на абсолютно твердое тело
- •4.3.3. Распределенные силы. Центр тяжести
- •4.3.4. Момент силы относительно точки и относительно оси
- •4.3.5. Пара сил
- •4.3.6. Главный вектор и главный момент системы сил. Свойства внутренних сил
- •4.3.7. Приведение системы сил к данному центру
- •4.3.8. Масса и центр масс системы материальных точек
- •4.3.9. Моменты инерции
- •4.3.10. Моменты инерции простейших однородных тел
- •Вопросы для повторения
- •4.4. Теоремы об изменении количества движения и о движении центра масс
- •4.4.1. Количество движения материальной точки и системы материальных точек. Элементарный и полный импульсы силы.
- •4.4.2. Теорема об изменении количества движения системы
- •4.4.3. Теорема о движении центра масс
- •4.4.4. Дифференциальные уравнения поступательного движения твердого тела
- •Вопросы для повторения
- •4.5. Теорема об изменении кинетического момента
- •4.5.1. Кинетический момент точки
- •4.5.2. Кинетический момент системы материальных точек
- •4.5.3. Теорема об изменении кинетического момента системы материальных точек
- •4.5.4. Дифференциальное уравнение вращательного движения твердого тела
- •Вопросы для повторения
- •4.6. Теорема об изменении кинетической энергии
- •4.6.1. Кинетическая энергия точки и системы точек
- •4.6.2. Работа силы
- •4.6.3. Работа силы, приложенной к вращающемуся твердому телу
- •4.6.4. Работа внутренних сил
- •4.6.5. Мощность
- •Вопросы для повторения
- •4.6.6. Теорема об изменении кинетической энергии
- •Вопросы для повторения
- •4.6.7.* Потенциальное силовое поле
- •4.6.8.* Потенциальная энергия
- •4.6.9*. Закон сохранения механической энергии
- •Вопросы для повторения
- •5. Статика
- •5.1. Условия равновесия системы сил, приложенных к твердому телу
- •5.2. Теорема Вариньона о моменте равнодействующей
- •5.3. Условия равновесия систем сходящихся и параллельных сил
- •5.4. Условия равновесия плоской системы сил
- •Решив эту систему, получим
- •5.5. Равновесие системы тел. Примеры решения задач
- •Вопросы для повторения
- •5.6.* Принцип возможных перемещений
- •Вопросы для повторения
- •6. Принцип даламбера
- •6.1. Принцип Даламбера для материальной точки
- •6. 2. Принцип Даламбера для системы материальных точек
- •6. 3 *. Определение динамических реакций подшипников при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси
- •6.4*. Общее уравнение динамики
- •Вопросы для повторения
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
- •4.1. Введение в кинетику ………………………………… . ..141
- •4.1.1.Предмет кинетики. Основные понятия………… ……..141
Вопросы для повторения
1. Чему равна и как направлена сила инерции материальной точки?
2. Чему равна и как направлена сила инерции материальной точки, равномерно движущейся по окружности
3. Сформулируйте принцип Даламбера для несвободной материальной точки.
4. Тяжелая материальная точка подвешена на невесомом стержне, равномерно вращающемся в вертикальной плоскости вокруг неподвижной горизонтальной оси. В каких положениях стержня его натяжение будет максимальным и минимальным? Насколько различаются эти экстремальные значения?
5. Учитываются ли внутренние силы механической системы в принципе Даламбера для механической системы?
6. Сформулируйте и запишите следствия из принципа Даламбера для механической системы.
7. Чему равны главный вектор и главный момент сил инерции твердого тела?
8. Твердое тело вращается вокруг неподвижной оси. Чему равна проекция главного момента сил инерции тела на ось вращения?
9. Сколько уравнений можно составить в соответствии со следствиями из принципа Даламбера для плоской механической системы п сочлененных тел, не используя метод расчленения? Используя метод расчленения?
10. Какие условия должны выполняться для того, чтобы при вращении твердого тела вокруг неподвижной оси динамические реакции подшипников были равны статическим?
11. Сформулируйте общее уравнение динамики для механической системы с идеальными связями.
Список литературы Основная
1. Яблонский А.А. Курс теоретической механики. Ч.1 и II. – М. Высшая школа 1984. - (ч.1 - 343с.; ч.П - 422с.).
2. Тарг С.М. Краткий курс теоретической механики. - М.: Высшая школа 1995.- 415с.
3. Бутенин Н.В. и др. Курс теоретической механики:/Для втузов в 2-х т. - М.: Наука, 1985. T.I. Статика и кинематика. 1985. - 239с. Т.2. Динамика. 1985.- 496с.
4. Добронравов В.В., Васильевич Н.Н. Курс теоретической механики – М.: Высшая школа, 1983. - 575с.
5. Никитин Н.Н. Курс теоретической механики: Учеб. для машиностроит. и приборостроит. спец. вузов. - М.: Высшая школа. 1990. - 606с.
6. Каминская С.С. Сборник задач по прикладной механике ч.1. Теоретическая механика.- Томск, 2002. - 212 с.
Дополнительная
1. Никитин Е.М. Теоретическая механика для техникумов. - М.: Наука, 1988. - 336с.
2. Бать М.И. и др. Теоретическая механика в примерах и задачах: Статика и кинематика: Учебное пособие для вузов. - СПб.: Политехника, 1995. - 670с.
3. Бать М.Н. и др. Теоретическая механика в примерах и задачах. Т.2. Динамика. - М.: Наука, 1985.-559с.
СОДЕРЖАНИЕ
предисловие ………………………………………………… 3
Список обозначений………………………………………………… 5
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………… 8
1. Задачи и методы теоретической механики………………………8
2. Основные понятия теоретической механики…………………..13
3* Из истории развития механики…………………………………15
4.*История развития теоретической механики в России………24
5. Законы Ньютона………………………………………………….33
Раздел первый
КИНЕМАТИКА
1. ВВЕДЕНИЕ В КИНЕМАТИКУ……………………………………39
2. КИНЕМАТИКА ТОЧКИ …………………………………………. 41
2.1. Способы задания движения точки…………………............ 41
2.1.1. Векторный способ задания движения ………………......41
2.1.2. Координатный способ задания движения……………….42
2.1.3. Движение точки в декартовой системе координат…… 43
2.1.4. Естественный способ задания движения точки…………45
2.2. Скорость точки......................................................................... .46
2.2.1. Скорость точки при векторном способе задания движения…………………………………………………..46
2.2.2. Скорость точки при координатном способе задания движения…………………………………………………...48
2.2.3. Скорость точки при естественном задании движения …50
2.3. Ускорение точки………………………………………………52
2.3.1.Ускорение точки при векторном способе задания движения…………………………………………………..49
2.3.2. Ускорение точки в декартовой системе координат…….54
2.3.3. Естественные координатные оси. Вектор кривизны……55
2.3.4. Ускорение точки при естественном способе задания движения…………………………………………………..59
2.3.5. Классификация движения точки по ускорениям ее движения…………………………………………………61
2.3.6. Графики движения, пути, скорости и касательного ускорения точки…………………………………………..63
3. КИНЕМАТИКА ТВЕРДОГОТЕЛА………………………………..68
3.1. Общие положения……………………………………………. 68
3.2. Поступательное движение твердого тела…………………. 69
3.3. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси………. 72
3.3.1. Уравнение движения…………………………………… 72
3.3.2. Угловая скорость……………………………………… 73
3.3.3. Угловое ускорение………………………………………...74
3.3.4. Равномерное и равнопеременное вращение…………….76
3.3.5. Скорости и ускорения точек вращающегося тела………78
3.3.6. Векторные выражения вращательной скорости, вращательного и центростремительного ускорений…..80
3.3.7. Преобразование вращательного движения……………...84
3.4. Плоское движение твердого тела….……………………….. 89
3.4.1.Уравнения плоскопараллельного движения…………….89
3.4.2. Разложение ППД на поступательное и вращательное движения…………………………………………………..90
3.4.3. Независимость угловой скорости фигуры от выбора полюса…………………………………………………….91
3.4.4. Определение траекторий точек тела……………………93
3.4.5. Определение скоростей точек тела……………………..93
3.5.6. План скоростей и его свойства………………………….97
3.4.7. Мгновенный центр скоростей………………………….101
3.4.8. Теорема об ускорениях точек плоской фигуры и ее следствия………………………………………………...109
3.4.9. Мгновенный центр ускорений…………………………114
3.4.10. План ускорений и его свойства……………………….116
3.5.* Сферическое движение твердого тела………………….. 125
3.6.* Общий случай движения твердого тела………………... 127
3.7. Сложное движение точки…………………………………. 129
3.7.1. Относительное, переносное и абсолютное движения точки…………………………………………………….129
3.7.2. Теорема о сложении скоростей………………………..132
3.7.3. Теорема о сложении ускорений (теорема Кориолиса).133
3.7.4. Ускорение Кориолиса…………………………………..136
Часть вторая
КИНЕТИКА
4. КИНЕТИКА………………………………………………………...141