第七章 刚体的平面运动—new1
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7刚体的平面运动半径为R的车轮沿直线轨道作无滑动的滚动,如图所示。
已知轮心A在图示瞬时的速度为vA及加速度为aA。
求该瞬时车轮边缘上瞬心C的加速度aC.AvACaAAvACwAaA解:轮A作平面运动,C为其瞬心.AwAaAaAaAaCatCAanCA在图示的平面机构中,O1A=AB=2l,O2B=l,摇杆O1A以匀角速度w1绕轴O1转动。
图示瞬时,A、B两点的连线水平,两摇杆O1A、O2B方向平行,且q=600。
试求矩形板D的角加速度a1和摇杆O2B的角加速度a2。
O2O1ABqqw1D解:杆O1A、O2B作定轴转动,矩形板AB为瞬时平动。
vAvBw2。
O2O1ABqqw1aAatBAaABxy。
O2O1ABθθw1aAatBanBx方向投影:y方向投影得:A为基点,B点的加速度:图示的曲柄连杆机构中,已知连杆AB长1m,曲柄OA长0.2m,以匀角速度w=10rad/s绕轴O转动。
求在图示位置时滑块B的加速度和连杆AB的角加速度。
OAB45°w45°解:杆OA定轴转动,滑块B平动,杆AB作平面运动,速度瞬心I。
vAvBI?ABOAB45°w45°xyaABOAB45°45°waAaBanBAatBAA为基点,点B的加速度的矢量式:y方向投影:x方向投影:rROBlAvAC图示瞬时滑块A以匀速度vA=12cm/s沿水平直槽向左运动,并通过连杆AB带动轮B沿圆弧轨道作无滑动的滚动。
已知轮B的半径为r=2cm,圆弧轨道的半径为R=5cm,滑块A 离圆弧轨道中心O的距离为l=4cm。
求该瞬时连杆AB,以及轮B 的角加速度。
C?BO?BvBOBAvA解:滑块A作平动,杆AB瞬时平动、轮B作平面运动。
轮B的速度瞬心为C。
B点的轨迹圆周运动,角速度:y方向投影:x方向投影:A为基点,B点的加速度:轮B的角加速度:求导:CwBaBaCatBanBBatBCanBCxyCaABaBOOBAatBatBAanB半径为r的圆轮在一静止曲面上作只滚不滑的运动,图示瞬时,曲面的曲率半径为R,轮心O的速度为vO,切向加速度为ato,试求圆轮边缘上A、B、C三点的加速度。
第7 章刚体的简单运动❒刚体的平行移动❒刚体绕定轴的转动❒转动刚体内各点和速度和加速度❒速度和加速度的矢量表示❒结论与讨论平移的实例平移的实例A Bo 1o 2特征:如果在物体内任取一直线,在运动过程中这条直线始终与它的最初位置平行,这种运动称为平行移动,简称平动或移动。
直线平动:如果刚体上各点的运动轨迹为直线曲线平动:如果刚体上各点的运动轨迹为曲线ABA 1B 1B 2B 3B 4A 2A 3A 4Or Ar BABA B +=r r 常矢量-AB ★刚体平动时,其上各点的轨迹的形状完全一样。
A B v v =AB a a =★刚体平动时,其上各点的轨迹的形状相同;在每一瞬时,各点的速度相同,加速度也相同。
刚体的平动可归结为研究刚体内任一点的运动。
例题1已知:OA =l ;ϕ=ωt 求:T 型杆的速度和加速度ϕOABC解:T 型杆作平动,建立图示坐标系,取M 点为研究tl l x M ωϕsin sin ==tl dt dx v MM ωωcos ==tl dtdv a M M ωωsin 2-==xM已知:OA=O1B=l;O1A杆的角速度ω和角加速度α。
1求:C点的运动轨迹、速度和加速度。
解:板运动过程中,其上任意直线始终平行于它的初始位置。
因此,板作平移。
1、运动轨迹C点的运动轨迹与A、B两点的运动轨迹形状相同,即以O点为圆心l为半径的圆弧线。
2、速度v C = v A =v B = ωl3、加速度42ωα+=l 22)()(n CC A C a a a a +==τ22)()(n AA a a +=τ222)()(l l ωα+=已知:O 1A =O 1B =l ;O 1A 杆的角速度ω和角加速度α。
求:C 点的运动轨迹、速度和加速度。
A §7-2 刚体绕定轴的转动z三维定轴转动刚体ϕ特征:如刚体在运动时,其上有两点保持不动。
ϕ=f (t )B刚体转动的运动方程刚体转动的角速度刚体转动的角加速度dtd ϕω=22dtd dt d ϕωα==讨论(1)匀速转动ω=常量ϕ=ϕ0+ ωt30602n n ππω==(2)匀变速转动α=常量ϕαωωαωϕϕαωω221202200=-++=+=tt t§7-3 刚体内各点的速度和加速度M 0MORϕωS =R ϕωϕR dtd R dt dS v ===vR ——转动半径vOω★转动刚体内任一点的速度的大小,等于刚体的角速度与该点到轴线的垂直距离的乘积,它的方向沿圆周的切线而指向转动的一方。