16.1 Направив ось перпендикулярно скорости любой из точек плоской фигуры, показать, что проекции на эту ось скоростей всех лежащих на ней точек равны нулю.
16.2 Колесо катится по наклонной плоскости, образующей угол 30° с горизонтом. Центр O колеса движется по закону xO=10t2 см, где x — ось, направленная параллельно наклонной плоскости. К центру O колеса подвешен стержень OA=36 см, качающийся вокруг горизонтальной оси O, перпендикулярной плоскости рисунка, по закону φ=(π/3)sin(πt/6) рад. Найти скорость конца A стержня AO в момент времени t=1 с.
16.3 При движении диска радиуса r=20 см в вертикальной плоскости xy его центр C движется согласно уравнениям xC=10t м, yC=(100-4,9t2) м. При этом диск вращается вокруг горизонтальной оси C, перпендикулярной плоскости диска, с постоянной угловой скоростью ω=π/2 рад/с. Определить в момент времени t=0 скорость точки A, лежащей на ободе диска. Положение точки A на диске определяется углом φ=ωt, отсчитываемым от вертикали против хода часовой стрелки.
16.4 Сохранив условие предыдущей задачи, определить скорость точки A в момент времени t=1 с.
16.5 Два одинаковых диска радиуса r каждый соединены цилиндрическим шарниром A. Диск I вращается вокруг неподвижной горизонтальной оси O по закону φ=φ(t). Диск II вращается вокруг горизонтальной оси A согласно уравнению ψ=ψ(t). Оси O и A перпендикулярны плоскости рисунка. Углы φ и ψ отсчитываются от вертикали против хода часовой стрелки. Найти скорость центра C диска II.
16.6 Сохранив условие предыдущей задачи, найти скорость точки B диска II, если ∠ACB=π/2.
16.7 Стержень AB длины 1 м движется, опираясь все время своими концами на две взаимно перпендикулярные прямые Ox и Oy. Найти координаты x и y мгновенного центра скоростей в тот момент, когда угол OAB=60°.
16.8 Доска складного стола, имеющая форму прямоугольника со сторонами a и b, поворотом вокруг оси шипа O переводится из положения ABCD в положение A1B1C1D1 и, будучи разложена, образует прямоугольник со сторонами b и 2a. Найти положение оси шипа O относительно сторон AB и AD.
16.9 Прямая AB движется в плоскости рисунка. В некоторый момент времени скорость vA точки A составляет с прямой AB угол 30° и равна 180 см/с, направление скорости точки B в этот момент совпадает с направлением прямой AB. Определить скорость vB точки B.
16.10 Прямая AB движется в плоскости рисунка, причем конец ее A все время находится на полуокружности CAD, а сама прямая все время проходит через неподвижную точку C диаметра CD. Определить скорость vC точки прямой, совпадающей с точкой C, в тот момент, когда радиус OA перпендикулярен CD, если известно, что скорость точки A в этот момент 4 м/с.
16.11 Стержень AB длины 0,5 м движется в плоскости рисунка. Скорость vA (vA=2 м/с) образует угол 45° с осью x, совмещенной со стержнем. Скорость vB точки B образует угол 60° с осью x. Найти модуль скорости точки B и угловую скорость стержня.
16.12 Точильный станок приводится в движение педалью OA=24 см, которая колеблется около оси O по закону φ=(π/6)sin(πt/2) рад (угол φ отсчитывается от горизонтали). Точильный камень K вращается вокруг оси O1 с помощью стержня AB. Оси O и O1 перпендикулярны плоскости рисунка. Найти скорость точки D, лежащей на ободе точильного камня K радиуса R=2BO1, при t=0, если в этот момент OA и O1B расположены горизонтально.
16.13 На рисунке изображен суммирующий механизм. В него входят стержни 1 и 2, движущиеся вдоль вертикальных направляющих. Эти стержни соединены с коромыслом AB цилиндрическими шарнирами, скользящими в пазах коромысла. Стержни движутся со скоростями v1 и v2. Показать, что скорость стержня 3, соединенного с центром O коромысла AB и скользящего в вертикальных направляющих, равна по модулю
v = bv1/(a+b) + av2/(a+b),
где a и b — размеры, указанные на рисунке. Найти также угловую скорость коромысла AB.
16.14 Стержень OB вращается вокруг оси O с постоянной угловой скоростью ω=2 с-1 и приводит в движение стержень AD, точки A и C которого движутся по осям: A — по горизонтальной Ox, C — по вертикальной Oy. Определить скорость точки D стержня при φ=45° и найти уравнение траектории этой точки, если AB=OB=BC=CD=12 см.
16.15 В кривошипном механизме длина кривошипа OA=40 см, длина шатуна AB=2 м; кривошип вращается равномерно с угловой скоростью, равной 6π рад/с. Найти угловую скорость ω шатуна и скорость средней его точки M при четырех положениях кривошипа, для которых угол AOB соответственно равен 0, π/2, π, Зπ/2.
6.16 Найти скорость ползуна B нецентрального кривошипного механизма при двух горизонтальных и двух вертикальных положениях кривошипа, вращающегося вокруг вала O с угловой скоростью ω=1,5 рад/с, если OA=40 см, AB=200 см, OC=20 см.
16.17 Определить скорость точки K четырехзвенного механизма OABO1 в положении, указанном на рисунке, если звено OA длины 20 см имеет в данный момент угловую скорость 2 рад/с. Точка K расположена в середине стержня BO1.
16.18 Определить скорость поршня E приводного механизма насоса в положении, указанном на рисунке, если OA=20 см, O1B=O1D. Кривошип OA вращается равномерно с угловой скоростью 2 рад/с.
16.19 Стержни O1A и O2B, соединенные со стержнем AB посредством шарниров A и B, могут вращаться вокруг неподвижных точек O1 и O2, оставаясь в одной плоскости и образуя шарнирный четырехзвенник. Дано: длина стержня O1A=a и его угловая скорость ω. Определить построением ту точку M стержня AB, скорость которой направлена вдоль этого стержня, а также найти величину скорости v точки M в тот момент, когда угол O1AB имеет данную величину α.
