Расчет скорости и ускорения точки вращающегося диска

Пример решения задачи по определению в заданный момент времени скорости, касательного и нормального ускорений и угла между вектором полного ускорения точки лежащей на ободе и радиусом диска, вращающегося по заданному закону.

Задача

Вращающийся диск радиусом R

Рисунок 2.8

Диск радиуса R=0,5 м вращается по закону:

Закон вращения диска - угол выраженный через параметр времени

Требуется, в момент времени t=2 c определить скорость точки M, лежащей на ободе диска, её касательное и нормальное ускорение и угол между вектором ускорения и радиусом диска.

Решение

При заданном законе вращения угловая скорость и угловое ускорение определяются по формулам (2.3) и (2.4)

Формулы угловой скорости и углового ускорения как первая и вторая производные от закона вращения диска

Для момента времени t=2 c:

Угловая скорость и угловое ускорение диска через две секунды вращения

Скорость точки M:

Скорость точки M через 2 секунды вращения диска

Вектор скорости направлен по касательной к траектории движения точки, т.е. по касательной к окружности (рисунок 2.9).

Вектор скорости направлен по касательной к траектории движения точки

Рисунок 2.9

Ускорение точки M:

Расчет касательного, нормального и полного ускорений точки M диска

Касательное и нормальное ускорения направлены соответственно по касательной и по нормали (рисунок 2.10).

Векторы касательного, нормального и полного ускорений точки на ободе вращающегося диска

Рисунок 2.10

Угол между радиусом и вектором ускорения γ:

Расчет угла между радиусом диска и вектором ускорения точки на ободе


Дополнительно:

Сохранить или поделиться
Вы находитесь здесь:

Решение задач и лекции по технической механике, теормеху, сопротивлению материалов, ТММ и ДМ

Помощь студентам по инженерной механике
Онлайн помощь с решением задач по механике