点的加速度合成定理
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点的加速度合成定理点的合成运动中,加速度之间的关系比较复杂,因此,我们由简单到复杂,先分析动系作平移的情形。
即先研究牵连运动为平动时的加速度合成定理,然后再介绍牵连运动为转动时的加速度合成定理。
一.牵连运动为平移时点的加速度合成定理设O ´x ´y ´z ´为平移参考系,由于x ´、y ´、z ´各轴方向不变,可使与定坐标轴x 、y 、z 分别平行。
其中动点M 相对于动系的相对坐标为 x ´、y ´、z ´,由于 i ´、j ´、k ´ 为平移动坐标轴的单位常矢量,则点M 的相对速度和相对加速度为(1) (2)利用点的速度合成定理及牵连运动为平移而得到:两边对时间求导,并注意到因动系平移 ,故i ´、j ´、k ´ 为常矢量,于是得到其中e O O a a V==11/,所以有:r e a a a a += (3)这就是牵连运动为平移时点的加速度合成定理:当牵连运动为平移时,动点在某瞬时的绝对加速度等于该瞬时它的牵连加速度与相对加速度的矢量和。
例 题 1如下图所示,铰接四边形O 1A=O 2B=100mm , O 1O 2=AB ,杆O 1A 以等角速度 ω=2rad/s 绕轴O 1转动。
AB 杆上有一套筒C ,此套筒与杆CD 相铰接,机构的各部件都在同一铅垂平面内。
试求:当 ϕ=60º时,CD 杆的加速度。
k j i v ''+''+''=z y x rk j i a ''+''+''=z y x r k j i vv ''+''+''+='z y xO a k j i v a ''+''+''+='zy x O a解:1. 运动分析动点:CD 上的C 点; 动系:固连于AB 杆于是三种运动分别为:绝对运动:C点的上下直线运动; 相对运动:C点沿AB 直线运动;牵连运动:随AB 杆铅垂平面内曲线平移2.加速度分析:其中由于动系作平移,故动系AB 杆上各点的加速度相同,因此动系AB 杆上与动点套筒C 相重合点C1的加速度即牵连加速度,如下图所示,则:22!1/4.0s m A O a a a A c e =*===ω由平行四边形法则,得2/346.0sin s m a a a e a CD =*==ϕ二.牵连运动为转动时点的加速度合成定理当牵连运动为转动时,加速度合成定理与牵连运动为平移时所得到的结果是不相同的。
加速度合成定理公式加速度合成定理公式是物理学中一个重要的概念,在我们理解物体运动的变化方面发挥着关键作用。
咱先来说说啥是加速度合成定理公式。
简单来讲,就是当一个物体同时参与几个不同方向的运动时,它总的加速度等于各个分加速度的矢量和。
这就好比你在操场跑步,同时有风在吹,你实际感受到的加速的感觉,就是你自己跑步的加速度加上风的影响产生的加速度。
我还记得之前给学生们讲这个知识点的时候,有个小家伙特别有意思。
当时我在黑板上写下公式,开始讲解,大家都听得挺认真,可就这个小家伙一脸懵。
我问他是不是没听懂,他挠挠头说:“老师,这感觉好复杂,我脑子都乱了。
”我就笑了,跟他说:“别着急,咱们来举个例子。
”我就拿他喜欢的足球来说事儿。
假设一个足球在操场上,被一个小朋友用力往前踢,这时候足球有一个向前的加速度。
可同时呢,操场上还有侧风在吹,这风又给足球一个侧向的加速度。
那足球实际运动时的加速度,就是这两个加速度合成之后的结果。
我一边说,一边在纸上画图给他看。
这小家伙眼睛一下子亮了,说:“老师,我好像懂啦!”在实际生活中,加速度合成定理公式的应用可不少。
比如开车的时候,车辆本身在加速前进,要是突然来个急转弯,这时候车辆的加速度就不是单纯的直线加速了,而是直线加速和转弯产生的向心加速度的合成。
再比如说飞机飞行,飞机既要向前飞,又可能因为气流的影响有上下左右的晃动,那飞机实际的加速度就是各种方向加速度的总和。
对于我们研究物体的运动,加速度合成定理公式就像是一把神奇的钥匙,能帮我们打开理解复杂运动的大门。
通过这个公式,我们能更准确地预测物体的运动轨迹,也能更好地控制和设计各种运动系统。
总之,加速度合成定理公式虽然看起来有点复杂,但只要我们多结合实际例子去理解,多去思考生活中的各种运动现象,就能发现它其实就在我们身边,而且特别有用。
希望大家都能把这个公式掌握好,让它成为我们探索物理世界的有力工具!。