第6 章 點(diǎn)的合成運(yùn)動 2_第1頁
第6 章 點(diǎn)的合成運(yùn)動 2_第2頁
第6 章 點(diǎn)的合成運(yùn)動 2_第3頁
第6 章 點(diǎn)的合成運(yùn)動 2_第4頁
第6 章 點(diǎn)的合成運(yùn)動 2_第5頁
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文檔簡介

§6-4牽連運(yùn)動為轉(zhuǎn)動時速度、加速度合成定理靜系中,動系中,動點(diǎn)M,靜系Oxyz,動系O‘x’y‘z’。設(shè)動系繞z軸轉(zhuǎn)動,角速度、角加速度。當(dāng)牽連運(yùn)動為轉(zhuǎn)動時,一、速度合成定理求導(dǎo)上面公式速度合成定理導(dǎo)數(shù)關(guān)系上面公式1二、加速度合成定理求導(dǎo)加速度合成定理導(dǎo)數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)動剛體上點(diǎn)的加速度轉(zhuǎn)動剛體上點(diǎn)的加速度科氏加速度(哥氏加速度)21.哥氏加速度的來源(數(shù)學(xué)上)。由上面推導(dǎo)看出,的一半()來自于,一半來自于;三、關(guān)于哥氏加速度2.哥氏加速度的物理意義:當(dāng)動系具有轉(zhuǎn)動成份時,牽連運(yùn)動與相對運(yùn)動的相互影響而產(chǎn)生了哥氏加速度。具體說明如下:①牽連運(yùn)動對相對運(yùn)動的影響:設(shè)只有牽連運(yùn)動而無相對運(yùn)動,,導(dǎo)致,使大小未變而方向變化。圖(a)。②相對運(yùn)動對牽連運(yùn)動的影響:設(shè)只有相對運(yùn)動而無牽連運(yùn)動,,牽連點(diǎn)變化,導(dǎo)致使方向未變而大小變化;圖(b)。(a)(b)3.哥氏加速度的計(jì)算。空間問題:平面問題:方向:(右手法則)方向:沿ω轉(zhuǎn)90°kar34.舉例:河流沖刷右岸嚴(yán)重;鐵路磨損右軌嚴(yán)重;付科擺;哥氏加速度演示儀(實(shí)驗(yàn)課內(nèi)容)。哥氏加速度演示儀4例1:例2-5(老書例8-5)(例2-1中求加速度)凸輪頂桿機(jī)構(gòu)。已知凸輪偏心距OC=e,半徑勻角速度。當(dāng)OC與CA垂直時,求AB的加速度。解:選AB上A點(diǎn)為動點(diǎn),凸輪為動系,畫加速度圖。由條件易知。大小:?√?√√方向:√√√√√兩個代數(shù)未知量,可解在x'逆方向投影:而由(1)式,得(1)注:求加速度時,一般要先求相關(guān)的速度。5解:選AB上A點(diǎn)為動點(diǎn),凸輪為動系,畫速度圖。由條件易知。注:求加速度時,一般要先求相關(guān)的速度。6例2:題2-8(老書題8-9)(求角速度、角加速度)分析:與上例機(jī)構(gòu)相似,只是桿不為平動而為轉(zhuǎn)動。故仍可選AB上A為動點(diǎn),圓輪為動系。動系轉(zhuǎn)動,有哥氏加速度。偏心圓輪半徑為r,偏心距OC=e,以勻角速度ω轉(zhuǎn)動,桿長AB=l,圖示位置桿水平,OA鉛直。求此時。(a)解:動點(diǎn):AB上A;動系:偏心輪。畫速度圖如圖(a)。7(a)(b)畫加速度圖,如圖(b)。大小:?√√?√√方向:√√√√√√(1)在方向投影:而由(1)式,得8思考:還有別的解法嗎?(c)再分析:考慮例1中的思路,還可選:動點(diǎn):輪心C;動系:AB。此時三種運(yùn)動和三種軌跡如何?試畫速度圖如圖(c)。由于牽連速度角度不易求,速度平行四邊形非矩形,故求解較繁,特別是加速度分析更加麻煩,故舍去此種方法。9再思考:還有別的解法嗎?分析:考慮選AB上A為動點(diǎn),隨C平動的坐標(biāo)系Ox’y’為動系——這樣的動系以前從未用過(以前均為固連在某一剛體上)。三種運(yùn)動和三種軌跡又如何?(d)試畫速度圖如圖(d)。易解。因動系平動,故無哥氏加速度。解:動點(diǎn)AB上A;動系:隨C點(diǎn)平動。畫速度圖如圖(d)。10(d)(e)畫加速度圖,如圖(b)。大?。海俊獭??√方向:√√√√√在n方向投影:(2)而由(2)式,得11有何感受?小結(jié)解三最簡單,且極為重要,因此種動系在此前少用,但在下一章中全是這種動系。故此題有呈上啟下的作用。動點(diǎn)及平動動系解題思路,為首選;無科氏加速度。12例3:例2-7(老書例8-7)(較難,只講分析)已知圓盤勻角速度,桿OA勻角速度ω。求θ=30°時銷釘C的速度和加速度。分析:顯然取銷釘C為動點(diǎn),但有一個問題,C的絕對運(yùn)動未知,因而絕對軌跡未知。若取桿OA為動系,速度圖不能全畫出,但知道。再取圓盤為動系,仍可知道,因而得到矢量式:此式中只有兩個相對速度大小未知,故可解,再求絕對速度。加速度求法相同。作業(yè):6-19、21、2313例2:(求速度)圖示機(jī)構(gòu),半圓凸輪半徑為R,速度恒為v,已知θ。求AB桿的角速度、角加速度。分析:機(jī)構(gòu)運(yùn)動情況:凸輪平動,桿轉(zhuǎn)動。動點(diǎn)在二物體接觸部位選,事實(shí)上有三種選法:①凸輪上C點(diǎn);②桿上C點(diǎn)。若動點(diǎn)選前兩種,相對軌跡均未知,故否決掉。沒有辦法了嗎?考慮其他點(diǎn)。顯然凸輪圓心O是一個特殊點(diǎn),試試看。動系如何選?顯然選桿。此時,絕對運(yùn)動:沿水平直線運(yùn)動;相對運(yùn)動:與AB平行的直線運(yùn)動;牽連運(yùn)動:轉(zhuǎn)動。牽連速度方向?三種軌跡易知,故可解牽連速度,AB角速度即知。14解:動點(diǎn)O,動系A(chǔ)

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