工程力学第17章动量定理-习题
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17.1 图示均质滑轮A 质量为m ,重物M 1、M 2质量分别为m 1和m 2,斜面的倾角为θ,忽略摩擦。已知重物M 2的加速度a ,试求轴承O 处的约束力(表示成a 的函数)。
M 1
17.2 浮吊举起质量m 1=2000kg 的货物P ,初始起重臂与垂直线夹角为30°,求夹角转到60°时浮吊的位移。设浮吊质量m 2=20000kg ,起重臂长8m ,水阻力不计。
a
2Δx
y
x
17.3 已知均质圆轮绕轴O 转动,轮的重量为P ,半径为R ,其上作用一主动力偶M ,重物的质量为m ,计算重物上升的加速度a 。
七、(15分)解:
动量矩:
mRv R g P L O +=
ω2
2
外力矩:
mgR M M O -=
代入动量矩定理得: mgR
M a mR R g P
-=+)2(
解得:
g
mgR PR mgR
M a 222+-=
17.4 跨过定滑轮B 的绳索,两端分别系在滚子A 的中心和物块C 上。滚子A 和定滑轮B 都是半径为r 的均质圆盘,各重G ,物块C 重
1G 。滚子沿倾角是α的斜面向上作纯滚动(见图)
。绳的倾斜段与斜面平行,绳与轮
B 不打滑,不计绳重和轴承摩擦。试求:(1)滚子A 的质心加速度;(2)绳索AB 段的拉力;(3)轴承O 的反
力。
五、跨过定滑轮B 的绳索,两端分别系在滚子A 的中心和物块C 上。滚子A 和定滑轮B 都是半径为r 的均质圆盘,各重G ,物块C 重1G 。滚子沿倾角是α的斜面向上作纯滚动(见图)。绳的倾斜段与斜面平行,绳与轮B 不打滑,不计绳重和轴承摩擦。试求:(1)滚子A 的质心加速度;(2)绳索AB 段的拉力;(3)轴承O 的反力。(本题共20分)
解:(1)分别选滚子A 、滑轮B 和物块C 为研究对象(3分) (2)受力分析和运动分析如图所示(6分) (3)列动力学方程
滚子A :sin AB sA A G G
F F
G a r g g
αε--=
=⋅ 2
12sA G r F r g
ε⋅=⋅ (3分) 滑轮B :cos 0Ox BA F F α-=
sin 0Oy BA BC F F G F α---=
2
12BC BA G F r F r r g
ε⋅-⋅=
⋅ 物块C :111CB G G
G F a r g g
ε-==⋅ (6分) 联立求解,可得
11sin 2A G G a r g G G αε-=⋅=
+,1113(2)
2(2)AB G G G F G G G ++=+
111cos [3(2)sin ]2(2)
ox G F G G G G G α
α=
+++,
1111cos {46[5(2)sin ]sin }2(2)
Oy G F G G G G G G G α
αα=
+++++
NA
sA
AB C
Ox BA F