第6 章 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng) 2_第1頁
第6 章 點(diǎn)的合成運(yùn)動(dòng) 2_第2頁
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§6-4牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)速度、加速度合成定理靜系中,動(dòng)系中,動(dòng)點(diǎn)M,靜系Oxyz,動(dòng)系O‘x’y‘z’。設(shè)動(dòng)系繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度、角加速度。當(dāng)牽連運(yùn)動(dòng)為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),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(dòng)剛體上點(diǎn)的加速度轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)系具有轉(zhuǎn)動(dòng)成份時(shí),牽連運(yùn)動(dòng)與相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(dòng)對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響:設(shè)只有牽連運(yùn)動(dòng)而無相對(duì)運(yùn)動(dòng),,導(dǎo)致,使大小未變而方向變化。圖(a)。②相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)牽連運(yùn)動(dòng)的影響:設(shè)只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而無牽連運(yùn)動(dòng),,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??臻g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(shí),求AB的加速度。解:選AB上A點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn),凸輪為動(dòng)系,畫加速度圖。由條件易知。大小:?√?√√方向:√√√√√兩個(gè)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(shí),一般要先求相關(guān)的速度。5解:選AB上A點(diǎn)為動(dòng)點(diǎn),凸輪為動(dòng)系,畫速度圖。由條件易知。注:求加速度時(shí),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(dòng)而為轉(zhuǎn)動(dòng)。故仍可選AB上A為動(dòng)點(diǎn),圓輪為動(dòng)系。動(dòng)系轉(zhuǎn)動(dòng),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(dòng),桿長(zhǎng)AB=l,圖示位置桿水平,OA鉛直。求此時(shí)。(a)解:動(dòng)點(diǎn):AB上A;動(dòng)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(dòng)點(diǎn):輪心C;動(dòng)系:AB。此時(shí)三種運(yùn)動(dòng)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(dòng)點(diǎn),隨C平動(dòng)的坐標(biāo)系Ox’y’為動(dòng)系——這樣的動(dòng)系以前從未用過(以前均為固連在某一剛體上)。三種運(yùn)動(dòng)和三種軌跡又如何?(d)試畫速度圖如圖(d)。易解。因動(dòng)系平動(dòng),故無哥氏加速度。解:動(dòng)點(diǎn)AB上A;動(dòng)系:隨C點(diǎn)平動(dòng)。畫速度圖如圖(d)。10(d)(e)畫加速度圖,如圖(b)。大?。??√√?√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(jiǎn)單,且極為重要,因此種動(dòng)系在此前少用,但在下一章中全是這種動(dòng)系。故此題有呈上啟下的作用。動(dòng)點(diǎn)及平動(dòng)動(dòng)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(shí)銷釘C的速度和加速度。分析:顯然取銷釘C為動(dòng)點(diǎn),但有一個(gè)問題,C的絕對(duì)運(yùn)動(dòng)未知,因而絕對(duì)軌跡未知。若取桿OA為動(dòng)系,速度圖不能全畫出,但知道。再取圓盤為動(dòng)系,仍可知道,因而得到矢量式:此式中只有兩個(gè)相對(duì)速度大小未知,故可解,再求絕對(duì)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(dòng)情況:凸輪平動(dòng),桿轉(zhuǎn)動(dòng)。動(dòng)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(dòng)點(diǎn)選前兩種,相對(duì)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(gè)特殊點(diǎn),試試看。動(dòng)系如何選?顯然選桿。此時(shí),絕對(duì)運(yùn)動(dòng):沿水平直線運(yùn)動(dòng);相對(duì)運(yùn)動(dòng):與AB平行的直線運(yùn)動(dòng);牽連運(yùn)動(dòng):轉(zhuǎn)動(dòng)。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(dòng)點(diǎn)O,動(dòng)系A(chǔ)

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