版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領
文檔簡介
理論力學習題解答:
1.1畫出題1.1圖中物體A、ABC或構件AB、AC的受力圖。
未畫重力的各物體的自重不計,所有接觸處均為光滑接觸。
1.2畫出題1.2圖(a)、(b)…(o)中每個標注字符的物體的受
力圖。題圖中未畫重力的各物體的自重不計。所有接觸處均為光滑
接觸。
解題1.2圖(a)、(b)…(。)中物體的受力圖在題L2圖(a】)、
(bi)—(oj)中表示。
第二章:
2-1物體重P=20kN,用繩子掛在支架的滑輪B」二,繩子的
另一端接在校車D上,如題2.1圖(a)所示。轉動校車.物體便能;
起。設滑輪的大小、與CB桿自重及摩擦略去不計,八、B、C三處」
為較鏈連接。當物體處于平衡狀態(tài)時,試求拉桿和支桿CB處,
的力。
(b)
解此為平面匯交力系的平衡問題。選取滑輪B為分離體,并
作B點的受力圖,如題2.1(b)所示。列平衡方程有
X匕=0—Fm+F;)ccos30°—Tsin30°=0
£Fy=0F比sin30°-丁cos30°-P=Q
注意因忽略了滑輪B的摩擦,所以P=T??山獾?/p>
FBC=74.64kN(壓)F9=54.6妹N(拉)
2-5圖(a)所示為一拔樁裝置。在木樁的點A上系--
繩,將繩的另一端固定在點C,在繩的點b系另一繩EE,將它的另一
端固定在點及然后在繩的點。用力向下拉,并使繩的BD段水平,
AB段鉛直,DE段與水平線、C5段與鉛直線間成等角夕=0.had(弧
度“當6很小時,tanG%如向下的拉力F=800N,求繩AB作用
于樁上的拉力。
解先選取點D為研究對象,作受力圖如題2.5圖(b)所示。如
求出未知力7.則可,不需要求出未知力丁加,所以選取題2.5圖
(b)所示坐標系。列平衡方程有
2吊=0Tt)Bcos^—Fsin。=0
可得
FDR=F/tan8=800/0.1=8000N
再選取點B為研究對象,作受力圖如題2.5圖(c)所示。為了在
平衡方程中只出現(xiàn)未知力FA,所以選取如題2.5圖(c)所示坐標系。
列平衡方程
2瑪=0丁BDCOSJ-FAsind=0
并注意到T加=7演=8000N,可得
FA=Tog/tanJ_80C0/0.1=80kN
2.6在題2.6圖(a)所示結構中,各構件的自重略去不計,
在構件比上作用一力偶矩為M的力偶,各尺寸如題2.6圖(a)所
示。求支座A的約束力。
解分別取T形構件ACD和曲桿BC為研究對象,并作它們的
受力圖如題2.6圖(b)、(c)所示。
對題2.6圖(c)列平衡方程,有
£MR=0M-IFc=0
解上式可得
Fc-M/l(水平向右)
對題2.6圖(b)列平衡方程,并注意到Fc=Fc,有
2兄=0FACOS45°—Fc=0
FA=F〃cos45°=&M/1(與水平線夾角45°斜向右下)
所以支座A的約束反力為招M/L
2.7在題2.7圖(a)所示機構中,曲柄Q4上作用一力偶。其
矩為另在滑塊D上作用水平力F。機構尺寸如題2.7圖(a)所
示,各桿重量不計。求當機構平衡時,力F與力偶矩M的關系。
解首先取滑塊。為研究對象,作受力圖如題2.7圖(d)所
示。根據(jù)平衡方程
XE=0FDcosO—F=0
可得
Fp=F/cosG
對題2.7圖(c)列平衡方程,并注意到FD'=F「,有
2居=0F,ACOS2^—FDsin2^=0
解得
FA'=Fotan2^=2Fsin9/cos2。
對題2.7圖(b)列平衡方程,并注意到FA'=FA,有
.Mo=0,FAacos?!狹=0
解上式,得力F與力偶矩M的關系為
M=2Fsin0cos0/acos^—Fatan20
題2.7圖
2.12在題2.12圖(a)所示剛架中,已知q=3kN/m,F=
6尤kN,M=10kN?m,不計剛架自重。求固定端A處的約束力。
(a)(b)
92.12BB
解取剛架整體為研究對象,其受力圖如題2.12圖(b)所示。
根據(jù)平衡方程
=0,.F色+P-Fcos45°=0(1)
瑪=0,—Fsin45°=0(2)
XM—0,M——M—3Fsin45°+4Fcos45=0
AAV
(3)
在(1)式中,P是分布載荷q的合力,P=yq=6kN。解(1)式,得
Fz=(6&xcos45°-6)=OkN
解(2)式,得
F公=(6&Xsin45°)=6kN(豎直向上)
解⑶式,得
MA=信X6+10+3X6任in45。-4X6疹os45")
=12kN?m(逆時針)
所以固定端處的約束反力為F.=0,FA,=6kN,MA=12kN?m。
2.13如題2.13圖(a)所示,飛機機翼上安裝一臺發(fā)動機,作用
在機翼OA上的氣動力按梯形分布⑼=60kN/m,電=40kN/m,機
翼重=45kN,發(fā)動機重P2=20kN,發(fā)動機螺旋槳的反作用力偶
矩M=18kN?m。求機翼處于平衡狀態(tài)時,機翼根部固定端O所受
的力。
(a)
(b)
題2.13圖
解作用在機翼上的氣動力合力為
p=9("復)=9X(6"。)=450kN
應用梯形面積求形心公式,可確定合力P的作用點至坐標原點。的
距離為
d=(黑后拶,義9)=4.2m
\3Cqx4-q2)/13(60+4。)/
E機機翼的受力圖如題2.13圖(b)所示。列平衡方程
££=0.F(b=0
.F,y=0,-%,+P—Pl-巳=0
E&=P-P]—尸2=(450—45—20)kN
=385kN(豎宜向上)
XMO=0,—M0-3.6Pl-4.2P?+4.2P-M=0
Mo=-3.6P]—4.2P2+4.2P—M
=[-3.6義45—4.2(20-450)-180]kN?m
=1626kN?m(逆時針)
所以,機翼根部固定端的約束反力為F0r=0,E?=385kN,M0=
1626kN?m0
2-14無重水平梁的支承和載荷如題2.14圖(a)、(b)所示。已知
力F、力偶矩為M的力偶和強度為q的均布載荷。求支座A和8處的
約束力。
衡方程
X瑪=0,幾=0
Z瑪=0,尸人,+幾一F=。
2^^乂=0t—M—3oF+2aFB=0
可解得支座A和3處的約束反力
FAT=0,q=養(yǎng)(aF+M),FB=^(3dF-FM)
(b)解除支座約束,作受力圖如題2.14圖(b])所示。根據(jù)平衡方程
XF工=0,鼠=0
=O,FA.V—網+FB—F=O
.MA=0,J/q—M+2aFp—3aF=0
可解得支座A和8處的約束反力
?加=0,F(xiàn)AV=-2(屈+M—■的”)
FB=身(3aF+M—yga2j
2.20在題2.20圖(a)、(b)所示兩連續(xù)梁中,已知q,M,a及九
不計梁的自重,求各連續(xù)梁在A,B,C三處的約束力。
艇2.20圖
解(a)分別以BC.AB梁為研究對象,并作它們的受力圖如題
圖(ai),(a2)所示0
對題2.20圖⑶),根據(jù)平衡方程
MB=0,F<:QcosG—M=0
得
r-rM
FB-Fc-否
acosu
對題2.20圖3),根據(jù)平衡方程
2瑪=°,乙,—FfiSin=0
2打=0,—^Ay+Fpcos^=0
>MA—0,—MA+FMCOS。=0
(b)分別以BC、AB梁為研究對象,并作它們的受力圖如題2.20
圖(b)、(bz)所示。
對題2.20圖(也),根據(jù)平衡方程
£姓=Q,Facos^—~~qa2—0
c乙
28=0,Fax—FcsinO=0
2F?=0.FA>—乎+FccosO=0
解得
Fc=蘇這方=與豎直線夾角'斜向左上)
LacosuZcost?
F&-Fcsin6=與tanJ(向右)
FBy=4一FccosO=qa-^=會?(豎直向上)
對題2.20圖(bz),根據(jù)平衡方程
2瑾=。,F(xiàn)AT-F&=0
XF>=0,F(xiàn)A,—FBy=0
.MA=0,MA—aFBy=0
解
FAZ=鼠=與tanJ(向右)
F&.=Ffiy=■中(豎直向上)
MA=aF}iy=)做《逆時針)
2.21由新和CD構成的組合梁通過較鏈C連接。它的支承和受
力如題3.13圖(a)所示。已知均布載荷強度q=10kN/m,力偶矩M=
40kN?m,不訐梁重。求支座A,BQ的約束力和錢鏈C處所受的力。
2m__2m一.2m一2m
題2.21圖
解分別取梁ABC和CD為研究對象,并作它們的受力圖
圖(b)、(c)所示。
根據(jù)圖(c)的平衡方程
.Me=0,4FD-A4--yg=0
F#=0,Fg=0
2F>.—0,FCy—2q-\-Fr)=0
可解得
FD=”豐為=例±X1。=15kN(向上)
44
Fer=0
FCy=2q—FD=(2X10-15)=5kN(向上)
對圖(b)列平衡方程,有
2"=0,FAT—FQ.=0
£F,=0,-FAy4*Fn—2q—FCy—0
2MA=0,2FB—2qX3-4Fcy=0
解得
F/V=Fc:r=0
6xlQ
Fa=汕聲空=t.l><.5=鈍女川(向上)
F2=尸8—2q—FCy=(40—2X10-5)=15kN(向下)
所以,支座A處的約束反力為Fz=0,FA,=15kN;支座8處的約
束反力為FB=40kN;支座D處的約束反力為F°=15kN.較鏈C處
的約束反力為%=0,FQ=5kN.
2,30構架由桿AB,AC和DF較接而成,如題2.30圖(a)所
示,在桿DEF上作用一力偶矩為M的力偶,不計各桿的重量。求桿
AB上較鏈A,D和8所受的力。
(a)
題2.30圖
解分別取構加整體、DF桿和AB桿為研究對象,并作它們受
力圖,如題2.30圖(b)、(c)、(d)所示。在題2.30圖(b)中,因C支座
只有垂直方向的約束反力及印外力偶矩只能由約束反力偶矩平衡,
所以可以確定B支座只有垂直方向的約束反力F6。根據(jù)平衡條件,
很容易確定
FSy=FCy=黑(向下)
根據(jù)對題2.30圖(c)的平衡方程
XME=09aFoy—M=0
可得
產令=M(向下)
a
根據(jù)對題2.30圖(d)的平衡方程,可得
XK=。,F(xiàn)oy—FAy—FRy=0
FA,=B“—FB,=9—M=#向下)
/MD=0,—&F—=0
FA?=0
2久=0,F.4X+FDX=o
=0
所以,AB桿上較鏈A受力為F.=0,%=%較鏈6受力為后
乙a
-=0,FB,=%;較鏈D受力為Fr?=0,Fa=-o
Laa
2.31構架由桿池,陽;和山、組成,如題2.31圖⑷所示。桿D
上的銷子E可在桿AC的光滑槽內滑動,不計各桿的重量,在水平桿D
的一端作用鉛直力F。求鉛直桿AB上較鏈A,D和B所受的力。
(C)td)
題2.31圖
解分別取構架整體、水平桿DF及豎桿AB為研究對象,并作
它們的受力圖如題2.31圖(b)、(c)、(d)所示。根據(jù)題2.31圖(b)的
平衡方程
£MC=0,2aFBy—0
得
FBy=0
根據(jù)題2.31圖(c)中DEF桿的受力圖,作力三角形,它和△DGH相
似,利用相似三角形對應邊之比相等的關系,有
FD_F
DG~DH
尸。=器F=華F=娓F
(與水平線夾角26.57°斜向右上)
根據(jù)題2.31圖(d)的平衡方程
=0,—2aF十OFDCOS26.57°==0
得
P_OFDCOS26.570_aT^Fcos26.57°—「(向左)
2a2a
再由題2.31圖(d)的平衡方程
XA=0,—FR,+F”cos26.57°—F&—0
2凡=0,—FAyH-Fssin26.57°=0
得
FAT=F(向左)F3=F(向下)
所以,豎桿AB上較鏈A所受的力為四F,錢鏈。所受的力為7TF,較
鏈B所受的力為F。
3.9求題3.9圖所示尸=1000?4對于2軸的力矩人人。
解只有力F在工、y軸方向的分量才產生對z軸之矩。
上一口一…10F1000
卜工=vcosc=gX、一七二'一二一二一二■"=------"-N1
TlF+SO2+502-735735
“口cQ303F3000
r=rcosp=f2X—___---—―=——--NK7
y71^+302+502啰735
力P對2軸之矩為
M=(100+50)兄+150Fy=150X
t735
k101,4N?m
2.40題2.40圖(a)所示構架,由直桿BC,CD及直角彎桿AB
組成,各桿自重不計,載荷分布及尺寸如圖。銷釘8穿透AB及BC兩
構件,在銷釘B上作用一鉛垂力F。已知如?M,且=%2。求固定端
A的約束力及銷釘B對桿BC,桿AB的作用力。
解這是個比較復雜的剛體系平衡問題,并且要特別注意力F
是作用在E錢鏈的銷釘上。為了解算問題所求,將題2.40圖(a)所示
構架分解成四部分,并作它們的受力圖,如題2.40圖(b)、(c)、(d)、
(e)所示。銷釘8對BC桿和AB桿的作用力是通過AB、BC兩桿的C
端和B端的較鏈孔傳遞的,如題2.40圖(c)、(e)所示。銷釘B受力圖
中的F力是外力直接作用上去的,另兩對力分別是BC桿和A3桿的
C端和8端對銷釘B的反作用力,如題2.40圖(d)所示。
首先,由DC桿受力圖的平衡方程
2MD=0,aFa-^-qa?=0
得
12
5平1
%p=丁=24
其次,由比桿受力圖的平衡方程
2Fr.=0,F?.>—FQ=0
7
XMc=0,M-aF5cp—J=0
得=F&=彳安(向右)
乙
Fncv=M=?(向上)
aa
再次,再銷釘B受力圖的平衡方程
£F》=0,FBAJ—Fa:*=0
ZF>=0,FMy-Fecy-F=0
得FBAJ—F*—^qa
乙
FfiAy=FflCy十F=qa+F
最后,由AB桿受力圖的平衡方程
2E=°,-F>u4-4-X3卑—F加=0
乙
2死=0,F(xiàn)^y—Fft4>=0
XMA=0?MA+3在加—aF%一/x3制1—0
可解得
Q01
Ex=歹中~~~9~方如二依(向左)
乙乙乙
F.4.,Fn\y=%+F(向上)
3
MA=-3oF剛工+不時+了平z
=-3ax于印十Q(0a+F)+3qa2
L?Li
=a(*+F)(逆時針)
所以,固定端A的約束力為F〃=的,F&=?+F,MA=a(qa+
F);銷釘B對BC桿的作用力為F-=得效,F(xiàn)叫=效;銷釘8對
Ct
AB桿的作用力為FRAJ.=-^-qa,駟,=*+F°
3-19題3.19圖(a)所示六桿支撐一水平板,在板角處受鉛直
力F作用。設板和桿自重不計,求各桿的內力。
解若力的作用線與某軸平行或相交,則此力對該軸之矩為
零,利用這一原理,可使本題解算簡化。
取平板為研究對象,作受力圖如題3.19圖(b)所示。根據(jù)平衡條
件,有
2MR;=0㈤=0
2MM=0,F5=0
W)MCH==0,瑪=0
ZMs=0,-500B-500F=0,FJ=—F(壓)
=0,1000B+1OO0B=0*3=—Fj=F(拉)
.MAD—0?—1000F5—1000F—0,FS——F(£fi)
4.2梯子AB靠在墻上,其重為P=200N,如題4.2圖(a)所
示。梯長為人并與水平面交角8=60,已知接觸面間的摩擦因數(shù)均
為0.25.今有一重65ON的人沿梯上爬,問人所能達到的最高點C到
A點的距離s應為多少?
y
解取梯子為研究對象,作受力圖如題4.2圖(b)所示??紤]臨
界情況。根據(jù)平衡方程和摩擦定律
XE=°,F(xiàn)NB—Fa—0
£耳=0,F出一尸附=0
2MA=0,W5COS0+4"-P/COS(9—F^Zcos^—FfB/sin0=0
=
FJANArFsB=f,FNB
將以上5式聯(lián)立求解可得
s=0.456/
所以,人所能達到的最高點C點至A點的距離為0.456%
4.14均質長板AD重P,長為4m,用一短板BC支撐,如題
4.14圖(a)所示。若AC=BC=AB=3m,BC板的自重不計。求A,
B,C處摩擦角各為多大才能使之保持平衡。
D
題4.14圖
解首先取BC板為研究對象,作受力圖如題4.14圖(b)所示。
B、C兩處的全反力沿B、C連線作用,所以,兩處的摩擦角分別為
<PB=30°,(pc=30°
再取長板A。為研究對象,作受力圖如題4.14圖(c)所示。列平
衡方程
3K=0,FRAsin.A—FRBsin%=0(1)
£瑪=0,FR4cos/+FRBcos%—P=0(2)
夕MA-0?3FRBCOS^B—2Pcos600=0(3)
由(1)式得
r_2P
JTRB=-----=
3A/3
由⑵、⑶式分別得
po
F?sin%-----=0,FRAcos”--T-P-0
3^/33
聯(lián)立以上兩式,可得
tan”==16.10°
2席
所以,A、6、C處的摩擦角分別"=16.10°,%=%=30。時,互相搭
靠的AD、BC兩板才能保持平衡。
5.5套管A由繞過定滑輪B的繩索
牽引而沿導軌上升,滑輪中心到導軌的距
離為八如題5.5圖所示。設繩索以等速小
拉下,忽略滑輪尺寸。求套管A的速度和加
速度與距離工的關系式。
解設AB段長度為s,由題5.5圖所
示幾何關系可得
x2+I2=s1
將等號兩邊對時間£取一階導數(shù),得愿5.5圖
°dids
2工王=Q2s瓦
因,=—w,故套管A的速度為
=—dx=—5+F
di
將=聾兩邊對時間£求一階導數(shù)'得
"d2s
偌r+i*=傍)+Sd^
因5=常數(shù),故7=0,整理上式,可得套管A的加速度
5.7題5,7圖示搖桿滑道機構中的
滑塊M同時在固定的圓弧槽8C和搖桿
OA的滑道中滑動。如弧BC的半徑為R,搖
桿04的軸O在弧BC的圓周上。搖桿繞O
軸以等角速度卬轉動,當運動開始時,搖桿
在水平位置。分別用直角坐標法和自然法
給出點M的運動方程,并求其速度和加速度。
解1、直角坐標法。
建立坐標系Qry如題5.7圖所示,由幾何關系可知,函=
2Rcos外故點M的運動方程為
1=CMcosp=2Rcos9=R(1十cos2a)1
?=QVfsinp=2Rsin"osp=jRsin2arJ
速度為
q=孚=冬[R(l+cos2or)]=—2Rcosin2a
dEdt
vy=空=-y-(j?sin2ut)=2Ra)cos2aJt
atd,
D=.—2R包
加速度為
==,(■—2品osin2oi)z
心=-4Ko>cos2ot
2
ay==?(2&cos24yo=:—4RMsln2cut
,dtdi
a=+a;=4Ra)2
2、自然法。
以伊=0處,即H=2K,y=0處為弧坐標原點。則點M的運動
方程為
$=R?2中=2Rc0t
點M的速度為
笠=2=2R<i)
點M的加速度為
呢=(=挈=4刖,4=。
a—yal+?F—4Rw,
6.9題6.9圖所示機構中齒輪1緊固在桿AC上,AB=O1Q,
齒輪1和半徑為r2的齒輪2嚙合,齒輪2可繞O2軸轉動且和曲柄
QB沒有聯(lián)系。設QA=OzB=1、中=
方sin",試確定£=2S時,齒輪2的角速
度和角加速度。0,
解如題6.9圖所示,桿AC和齒輪
1是一個整體,作平移,故點A和嚙合點D
有相同的速度題6.9圖
VD-VA—華士=帥Lcoscat
ef2
和加速度aD=aA—=—a>Z6sinoe
當£=券時'齒輪2的角速度和角加速度分別為
晶ICOS-T-
VD血coswt
a)2=—=------------------=0
r2
-
6.11桿AB在鉛垂方向以恒速。向下運動,并由B端的小輪
帶著半徑為R的圓弧桿OC繞軸。轉動,如題6.11圖所示。設運動開
始時,中=/,求此后任意瞬時£,桿QC的角速度,和點C的速度。
3'
。玖'J1R
/d
C'/;
3
3
題6.11圖
解由題6.11圖所示幾何關系得
QB
3=旗
兩邊對時間t求一階導數(shù),得
d(p.1dOBv
~^Sin<P=2R-dT=2R
桿8的角速度
s=—/=R.(1)
dt2Rsin中
點C的速度
vc=儂x2R=⑵
s】yn.
題6.11圖中虛線所示為圓弧桿式的位置為運動起始時,食=
45°時的位置,由幾何關系可得
OB=曲+沅
0H1
C=詼=歹
所以,(1)式和(2)式中的
sinp='1二co?而=/J2―2展旨一
7-7在題7.7圖(a)和(b)所示的兩種機構中,已知01。2=?
=200mm,幼—3rad/s。求圖示位置時桿02A的角速度。
解法一對題7.7圖(a)情況,動系建立在02A桿上,相對速度
為“,牽連速度為%,如題7.7圖(a)所示。
%=%+Vr
ve=3><0IA=3X200mm/s=600mm/s
由幾何關系得
q=v,cos30°
所以桿02A的角速度
穌_5cos30°_600
rad/s=1.5rad/s
O^A.—HXOZCOS3(T—Fx200
對題7.7圖(b)情況,動系建立在。A桿上,動點為套筒上A
點,速度分析如題7.7圖(b)所示。由題7.7圖(b)的幾何關系可知
B7.7圖
u
v.—八+斗,“=vacos30-,
設桿02A的角速度為32,由5=電xOXA得
5______Ve______孫XO1A
叫=2OjOTcos30°-2OT^COS230°2O^COS230°
□
-----------5*rad/s=2rad/s
2X(孝)
解法二動系建立在02A桿上,以Q為原點,套筒上點A為動
點,建立題7.7圖3)所示坐標系用解析法求解。由題7.7圖
(c)所示幾何關系有
AOz=2acosy>
z
xA=A02Xsinw=asin2<PfyA=AO?Xcos<p=2acos(p
將上二式對時間r求一階導數(shù),得
學=2aX學cos2g
drdt
學^=—2QX乎sin2P
atd£
當中=30°時,有
%=%膂
□ZQt
在題7.7圖(c)中,動點A的速度
VA=▼〃+%
以=用中如=J卜第2=(廊$)2=2星
因川=O]AX3]=att)i,3?=學,所以?桿O2A的角速度
at
/=粉=翳=號=亳rad/s=1.5rad/s
同理,也可求出題7.7圖(b)中桿0A的角速度M。
7.9如題7.9圖所示,搖桿機構的滑桿AB以等速。向上運動,
初瞬時搖桿OC水平。搖桿長OC=Q,距離OD=2。求當中=工時
4
點C的速度的大小。
v
ycv.c
yy
fl7.9圖
解法一動系建立在QC桿上,套筒上點A為動點,點A的速度
分析如題7.9圖(b)所示,有
%=%+4,
其中0e=5cos*=vcos[=
t4
所以點c的速度
vc-"X~==—vX--=757
OA2岳21
解法二以點O為原點,建立Qry坐標系,如題7.9圖(c)所
示。由圖示幾何關系有
tan戶—空
兩邊對時間£求一階導數(shù),得
dy_cos%d.A
d?Idt
式中生生=切,故當<p=T?時
at4
dp_u_
At^21
所以點。的速度
7V>弊ua
w=8苛=今
7.17題7.17圖(a)所示較接四邊形機構中,OM=QB=
100mm,又OiQ=AB,桿QA以等角速度3=2rad/s繞軸Oi轉動。
桿AB上有一套筒C,此套筒與桿CD相較接。機構的各部件都在同
一鉛直面內。求當9=60°時,桿8的速度和加速度。
87.17圖
解動系建立在桿AB上,套筒上點C為動點.牽連運動為平
移。速度矢量如題7.17圖(a)所示,并有
匕=%+%
”="ACOS中=XOAcos600=2X100Xcos60°m/s
=0.Im/s
加速度矢量如題7.17圖(b)所示,并有
%=Ge+<Jr
a?==w2OiA=4X0,lm/sz=0.4m/s'
由幾何關系得
2;
a?=aesin^=0.4sin60°=0.2V3m/s=0.3464m/s
所以,CD桿的速度及③q=0.Im/s,加速度am=a
2
=0.3464m/sc
2
7.19如題7.19圖所示,曲柄OA長^
¥2
0.4m,以等角速度/=0.5rad/s繞O軸逆時
針轉向轉動。由于曲柄的A端推動水平板B,
而使滑桿C沿鉛直方向上升.求當曲柄與水平
線間的夾角30°時,滑桿C的速度和加c
速度。R
k
解動系建立在滑桿上,曲柄上點A為K
動點,速度與加速度矢量如題7.19圖所示,并
有
V.—V+v,%=%+a
rcc題7.19圖
由幾何關系得
vc=5cos300=曾ACOS300
=3XCMX=0.1732m/s
乙
ac=〃aSin30°=sin30°=/義QA.X4-
=0.52X0.4X-ym/s2=0.05m/s2
所以,當曲柄Q4與水平線間的夾角8=3?!銜r,滑桿C的速度%=
2
vt—0.1732tn/s,加速度牝=4=。,05m/s0
7.21半徑為R的半圓形凸輪D以等速加沿水平線向右運動,
帶動從動桿AB沿鉛直方向上升,如題7.21圖(a)所示。求中=30°時
桿AB相對于凸輪的速度和加速度。
87.21圖
解動系建立在凸輪上,AB上與凸輪的接觸點A為動點,速度
矢量如題7.21圖所示,并有
%=旌+匕
將上式分別向水平方向和鉛直方向投影,得
0=共一acosy.55?sin<p
當p=30°,并注意到U=5,由上式可解出
22273
『為——Vo=-5-t>0
73Vs3
11
5—鏟r=
因桿AB作平移,所以桿AB上的A點相對凸輪D的速度匕即
是桿AB相對于凸輪的速度。
動點A的加速度矢量如題7.21圖(b)所示,并有
即=a:十a;+aK
其中ae=0,a:=餐=薨
將上式分別向水平方向和豎直方向投影,得
0=-a;sine-|-a;cos9,at=a:cos*+a;sin平
當尹=30°時,由上式可解出
__a;_4詔___8Vs"端
a*cos30°3Rcos30。9R
因動桿AB作平動,所以動點A的絕對加速度心就是動桿AB相對
于凸輪的加速度。
8.23題8.23圖所示小車沿水平
方向向右作加速運動,其加速度a=
0.493m//。在小車上有一輪繞O軸轉
動,轉動的規(guī)律為<p=小£以5計,中以
rad計)。當》=1s時,輪緣上點A的位置
如圖所示。如輪的半徑r=0.2m,求此時
點A的絕對加速度。
解輪的運動規(guī)律為9=/。因此,
輪的角速度
S=-=2t
At
當f=1時⑷=2rad/s,角加速度
a=號y=2rad/s2
動系建立在小車上,輪上點A為動點,動點A的加速度矢量如題
8.23圖所示,并有
ch=七+ao
=e+或+久(1)
其中a"=w2r=22X0.2m/sz=0.8m/s2
£=or=2X0.2m/s2=0.4m/s2
將(1)式分別向水平方向和豎直方向投影,得
M=-a:cos300+a:cos60°+a。
=(-0.8cos30"+0.4cos60°+0.493)m/s2
=0.00018m/s2
a”—a;5in30°+a:cos30°
—<0.8Xsin30°十0.4Xcos30°)m/sJ
=0.7464m/s2
故點A的絕對加速度
a.=位+*=JO.00018aoKeFm//
=0.7464m/s2
7.24如題7.24圖(a)所示,半徑為廣的圓環(huán)內充滿液體,液體
按箭頭方向以相對速度,在環(huán)內作勻速運動。如圓環(huán)以等角速度⑷
繞O軸轉動,求在圓環(huán)內點1和2處液體的絕對加速度的大小。
解動系建立在圓環(huán)上,分別以點1和點2處的水滴為動點。點
1處的加速度矢量如題7.24圖(b)所示,由加速度合成定理
+a%+flci
因液體在環(huán)內作勻速流動,圓環(huán)以等角速度3繞軸。轉動,所以點1
和2處的a:、a:均為零,故點1處加速度為
a.i—小/十2四(指向朝上)
r
點2處的加速度矢量如題7.24圖仕)所示,建立如題7.24圖(b)所
示坐標系。匹),并有
=-wzri—2d廳,o2=—2aivi,Q}=--------i
Cr
故a」=嗎+a%+GC2
2
——----p02y+2W-2"打
所以,點2處液體的絕對加速度
a.2=J4G,十(今十a?「+2tMy)
7.26題7.26圖(a)所示直角曲桿OBC繞O軸轉動,使套在其
上的小環(huán)M沿固定直桿OA滑動。已知:QB=0.Im,OB與BC垂直,
曲桿的角速度3=0.5rad/s,角加速度為零。求當少=60°時,小環(huán)乂
的速度和加速度。
17.26圖
解法一動系建立在曲桿上,小環(huán)M為動點,其速度矢量如題
7.26圖(a)所示,由速度合成定理
%=%+VT
將上式分別向水平和豎直方向投影,得
“—asinp10――vc+Q「COS伊
當3=60。時,由以上兩式可解出
——CR
=2v=2a)XQVf=2(vX----
cos60°ecosy
^-|m/s=0.2m/s
2X0.5X
a=v,sin60°=0.2X噂m/s—0.1732m/s
小環(huán)M的速度DM=%=0.1732m/so
小環(huán)M的加速度矢量如題7.26圖(b)所示,由加速度合成定理
a,=a:十/十?c
將上式向垂直于a,的方向投影,得
aaCOsa=-a:cosB+ac
當卯=600時
屋=dXCM=0.52X0.2m/s?=0.05m/s2
22
ac—2<wr=2X0.5X0.2m/s=0.2m/s
小環(huán)M的加速度
-a"cos600+ac
a=a?=-----------------
Mcos60
=-0-05X0.5+0/2m/s2=0,35m/02
0.5
解法二建立以。為原點的坐標系Qry,如題7.26圖(a)所
示,由幾何關系,得點M的坐標
XM=---------,=0
cosp
對時間t求一階導數(shù),得點M的速度
diMOB、,曲,八
*=7T=礪又第SW,佃=°
式中空=3=0.5rad/so
at
當平=
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
- 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
- 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 人力課程設計個人體會
- 聲樂系統(tǒng)班課程設計
- 大班美術創(chuàng)意課程設計
- 數(shù)據(jù)庫外賣課程設計
- CFM-5-生命科學試劑-MCE
- 大學金融建模課程設計
- 變速器監(jiān)測課程設計
- zigbee溫濕度采集課程設計
- 會議互動課程設計
- 家譜的課程設計任務
- 2024年中國民航機場建設集團有限公司招聘筆試參考題庫含答案解析
- LY/T 1417-2023航空用膠合板
- 學前兒童健康教育活動案例分析
- 《可視智慧物聯(lián)系統(tǒng)實施與運維(初級)》課件 14-實驗手冊-初級
- 肯德基餐飲數(shù)據(jù)分析報告
- 16-1《赤壁賦》課件統(tǒng)編版高中語文必修上冊
- 物業(yè)工作拍照技巧培訓課件
- 日本京都酒店行業(yè)分析
- 人力資源產業(yè)園可行性方案
- 《霍奇金淋巴瘤》課件
- 充電樁維保投標方案
評論
0/150
提交評論