Задание д2
Для условия
задания К3
(точка М
движется вдоль стержня АВ
по закону АМ
= S(t)
=0,8 (1–cos2
)
м,
угол поворота кривошипа определяется
выражением
=
),
для момента времени t
= t1
=
c,
определить
силу нормального давления N
материальной точки М
на стержень АВ.
Использовать основное уравнение динамики
относительного движения материальной
точки.
Решение
Разложим сложное движение материальной точки на относительное и переносное движения.

Относительным
является движение точки М вдоль стержня
АВ по закону АМ = S(t)
= 0,8 (1–cos2
)
м. Переносным является движение
материальной точки вместе со стержнем
АВ по отношению к неподвижной системе
координат хОу.
Основное уравнение динамики относительного движения материальной точки имеет вид
,
где
(переносная
сила инерции) и
(кориолисовая сила инерции).
Покажем на рисунке все действующие на точку силы и направление вектора относительного ускорения точки М

На рисунке переносная
сила инерции
представлена в виде двух составляющих
и
(
- см. задание К3).
Спроецируем основное уравнение динамики относительного движения точки на ось Ау1
,
откуда
.
Подставим значения сил, используя значения ускорений (в м/с), полученные ранее (в задании К3)
=
= 64,484Н.
Задание д3
Подтвердить результаты, полученные в задании Д1, с помощью общих теорем динамики материальной точки.
Решение
Для изучения движения материальной точки на участке М0В воспользуемся сначала теоремой об изменении кинетической энергии материальной точки
,
где
-
работа приложенных к движущейся точке
сил, начальная скорость V0
= 5,0 м/с.
Для подсчета работы сил, на рисунке покажем действующие на точку на участке М0В силы

=
=
.
Подставляя в выражение теоремы найденные величины, определим скорость в точке В
=
= 2,77 м/с.
Зная скорость
с помощью теоремы об изменении количества
движения материальной точки
,
можно определить время движения точки вверх на участке М0В. Запишем выражение теоремы в проекции на ось Ах1
,
здесь
- сумма проекций на ось Ах1
импульсов сил, действующих на движущуюся
точку.
=
=
,
Подставляя в
выражение теоремы найденные величины,
определим время
![]()
=
= 0,283 с.
Теперь рассмотрим движение материальной точки после удара о преграду вниз.

Ее скорость в точке А найдем с помощью теоремы об изменении кинетической энергии материальной точки
.
Вычислим работу действующих на материальную точку М сил на участке ВА
=
=
.
Подставляя в выражение теоремы найденные величины, определим скорость в точке А
=
= 3,616 м/с.
Зная скорость
с помощью теоремы об изменении количества
движения материальной точки в проекции
на ось Вх2
можно определить время движения точки
вниз на участке ВА
,
здесь
- сумма импульсов сил, действующих на
движущуюся точку
=
=
.
Подставляя в
выражение теоремы найденные величины,
найдем время
движения точки вниз на участке ВА
=
= 0,438 c.
Общее время движения
точки
= 0,283 + 0,438 = 0,721 с.
Полученные с помощью общих теорем динамики материальной точки результаты, полностью совпадают с результатами в задании Д1.
