МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

Факультет автоматизации и роботизации машиностроения

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Теоретическая механика»

Тема: «Сложное движение точки»

Задание К7

“Определение абсолютной скорости и абсолютного ускорения точки”

ШИФР №06 – Вариант 08

Выполнил: ст.гр. ТМ-041

Васильев А И _________

Проверил:

Баскаков В А _________

Воронеж 2005

Точка М движется относительно тела D. По заданным уравнениям относительного движения точки М и движения тела D определить для момента времени t=t₁ абсолютную скорость и абсолютное ускорение точки M.

Схема механизма показана на рисунке 1, исходные данные, приведены в таблице 1:

Рисунок 1

Решение.

Будем считать, что в заданный момент времени плоскость чертежа совпадает с плоскостью треугольника D. Положение точки М на теле D определяется расстоянием S_r =ОМ.

При t = 2 c

S_r=6(2+0,5*2²) = 24 см.

Абсолютную скорость точки М найдём как геометрическую сумму относительной и переносной скоростей:

Модуль относительной скорости

,

где

.

При t = 2 c

Положительный знак у показывает, что вектор направлен в сторону возрастания S_r.

(1)

где R – радиус окружности L, описываемый той точкой тела, с которой в данный момент совпадает точка M, R= S_r sin 30⁰ =12 см; - модуль угловой скорости тела:

При t = 2 c

Положительный знак у величины показывает, что вращение треугольника происходит вокруг оси OY в сторону, направления отчёта угла α. Поэтому вектор направлен по оси OY влево Рисунок 2.

Модуль переносной скорости, по формуле (1),

Вектор направлен по касательной к окружности L в сторону вращения тела. Так как и взаимно перпендикулярны, модуль абсолютной скорости точки M

,

или

Абсолютное ускорение точки равно геометрической сумме относительного, переносного и кориолисова ускорений:

или в развёрнутом виде

Рисунок 2 Рисунок 3

Модуль относительного касательного ускорения

где

При t = 2 c

Положительный знак показывает, что вектор направлен в сторону S_r. Знаки и одинаковы; следовательно, относительное движение точки М ускоренное.

Относительное нормальное ускорение

так как траектория относительного движения – прямая ( ).

Модуль переносного вращательного ускорения

(2)

где - модуль углового ускорения тела D:

При t = 2 c

Знаки и одинаковы; следовательно, вращение треугольника D ускоренное, направления векторов и совпадают Рисунок 2,3.

Согласно (2),

Вектор направлен в ту же сторону, что и .

Модуль переносного центростремительного ускорения

Вектор направлен к центру окружности L.

Кориолисово ускорение

Модуль кориолисова ускорения

где

С учётом найденных выше значений, получаем

Вектор направлен согласно правилу векторного произведения Рисунок 3

Модуль абсолютного ускорения точки М находим способом проекций:

Результаты расчёта сведены в таблице 2.