Решение задач » Решебники онлайн » Решебники по теоретической механике онлайн » Решебник Мещерский онлайн (ГДЗ Мещерский 1986 г, решение задач)
Решебник Мещерский онлайн

Динамика точки и системы переменной массы (переменного состава)
45.1 Составить уравнение движения маятника переменной массы в среде, сопротивление которой пропорционально скорости. Масса маятника изменяется по заданному закону m=m(t) путем отделения частиц с относительной скоростью, равной нулю. Длина нити маятника l. На маятник действует также сила сопротивления, пропорциональная его угловой скорости: R=-βφ .
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.2 Составить дифференциальное уравнение восходящего движения ракеты. Эффективную скорость ve истечения газов считать постоянной. Масса ракеты изменяется по закону m=m0f(t) (закон сгорания). Сила сопротивления воздуха является заданной функцией скорости и положения ракеты: R(x,x ).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.3 Проинтегрировать уравнение движения предыдущей задачи при m=m0(1-αt) и R=0. Начальная скорость ракеты у поверхности Земли равна нулю. На какой высоте будет находиться ракета в моменты t=10; 30; 50 с при ve=2000 м/с и α=1/100 с-1?
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.4 Ракета начальной массы m0 поднимается вертикально вверх в однородном поле силы тяжести с постоянным ускорением ng (g — ускорение земного тяготения). Пренебрегая сопротивлением атмосферы и считая эффективную скорость ve истечения газов постоянной, определить: 1) закон изменения массы ракеты, 2) закон изменения массы ракеты при отсутствии поля тяготения.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.5 Масса ракеты, описанной в задаче 45.2, изменяется до t=t0 по закону m=m0e-αt. Пренебрегая силой сопротивления, найти движение ракеты и, считая, что к моменту времени t0 весь заряд практически сгорел, определить максимальную высоту подъема ракеты. В начальный момент ракета имела скорость, равную нулю, и находилась на земле.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.6 При условиях предыдущей задачи определить значение α, отвечающее максимальной возможной высоте подъема ракеты Hmax, и вычислить Hmax (величину μ=αt0=ln(m0/m1) необходимо считать постоянной; m1 — масса ракеты в момент t0).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.7 При условиях задач 45.5 и 45.6, задавшись коэффициентом перегрузки k=αve/g, определить высоту подъема H ракеты в зависимости от Hmax.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.8 Ракета стартует с Луны вертикально к ее поверхности. Эффективная скорость истечения ve=2000 м/с. Число Циолковского z=5. Определить, какое должно быть время сгорания топлива, чтобы ракета достигла скорости v=3000 м/с (принять, что ускорение силы тяжести вблизи Луны постоянно и равно 1,62 м/с2).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.9 Ракета движется в однородном поле силы тяжести вверх с постоянным ускорением w. Пренебрегая сопротивлением атмосферы и считая эффективную скорость ve истечения газов постоянной, определить время T, за которое масса ракеты уменьшится в два раза.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.10 Эффективная скорость истечения газов из ракеты ve=2,4 км/с. Какой процент должен составлять вес топлива от стартового веса ракеты, чтобы ракета, движущаяся вне поля тяготения и вне атмосферы, приобрела скорость 9 км/с?
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.11 Ракета движется поступательно при отсутствии тяготения и сопротивления среды. Эффективная скорость истечения газов ve=2400 м/с. Определить число Циолковского, если в момент полного сгорания топлива скорость ракеты будет равна 4300 м/с.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.12 Тело переменной массы, имея начальную скорость, равную нулю, движется с постоянным ускорением w по горизонтальным направляющим. Эффективная скорость истечения газов ve постоянна. Определить, пренебрегая сопротивлением, путь, пройденный телом до того момента, когда его масса уменьшится в k раз.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.13 Решить предыдущую задачу, предположив, что на тело действует сила трения скольжения.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.14 Тело переменной массы движется по специальным направляющим, проложенным вдоль экватора. Касательное ускорение wτ=a постоянно. Не учитывая сопротивление движению, определить, во сколько раз уменьшится масса тела, когда оно сделает один оборот вокруг Земли, если эффективная скорость истечения газов ve=const. Каково должно быть ускорение a, чтобы после одного оборота тело приобрело первую космическую скорость? Радиус Земли R.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.15 Определить в предыдущей задаче массу топлива, сгоревшую к моменту, когда давление тела на направляющие будет равно нулю.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.16 Тело скользит по горизонтальным рельсам. Истечение газа происходит вертикально вниз с постоянной эффективной скоростью ve. Начальная скорость тела равна v0. Найти закон изменения скорости тела и закон его движения, если изменение массы происходит по закону m=m0-at. Коэффициент трения скольжения равен f.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.17 Решить предыдущую задачу, если изменение топлива будет происходить по закону m=m0e-αt. Определить, при каком α тело будет двигаться с постоянной скоростью v0.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.18 Какой путь пройдет ракета на прямолинейном активном участке в пустоте и при отсутствии сил тяготения за время разгона от нулевой начальной скорости до скорости, равной эффективной скорости истечения продуктов сгорания ve, если известна начальная масса ракеты m0 и секундный расход β?
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.19 Ракета движется прямолинейно вне поля тяготения и при отсутствии сопротивления. Найти работу силы тяги к моменту, когда сгорит все топливо. Начальная масса ракеты m0, конечная — m1. Эффективная скорость истечения ve постоянна.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.20 При каком отношении z начальной m0 и конечной m1 масс ракеты, движущейся прямолинейно в пустоте и при отсутствии сил тяготения, ее механический к.п.д., определяемый как отношение кинетической энергии ракеты после выгорания топлива к затраченной энергии, имеет наибольшее значение?
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.21 Самолет, имеющий массу m0, приземляется со скоростью v0 на полярный аэродром. Вследствие обледенения масса самолета при движении после посадки увеличивается согласно формуле m=m0+at, где a=const. Сопротивление движению самолета по аэродрому пропорционально его весу (коэффициент пропорциональности f). Определить промежуток времени до остановки самолета с учетом (T) и без учета (T1) изменения его массы. Найти закон изменения скорости с течением времени.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.22 Эффективные скорости истечения первой и второй ступени у двухступенчатой ракеты соответственно равны ve(1)=2400 м/с и ve(2)=2600 м/с. Определить, считая, что движение происходит вне поля тяготения и атмосферы, числа Циолковского для обеспечения конечной скорости v1=2400 м/с первой ступени и конечной скорости v2=5400 м/с второй ступени.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.23 Считая, что у трехступенчатой ракеты числа Циолковского и эффективные скорости ve истечения у всех трех ступеней одинаковы, найти число Циолковского при ve=2,4 км/с, если после сгорания всего топлива скорость ракеты равна 9 км/с (влиянием поля тяготения и сопротивлением атмосферы пренебречь).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.24 Трехступенчатая ракета движется поступательно при отсутствии тяготения и сопротивления атмосферы. Эффективные скорости истечения и числа Циолковского для всех ступеней одинаковы и соответственно равны ve=2500 м/с, z=4. Определить скорости ракеты после сгорания горючего в первой ступени, во второй и в третьей.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.25 В момент, когда приближающийся к Луне космический корабль находится на расстоянии H от ее поверхности и имеет скорость v0, направленную к центру Луны, включается тормозной двигатель. Учитывая, что сила тяготения обратно пропорциональна квадрату расстояния от корабля до центра Луны и принимая, что масса корабля изменяется по закону m=m0e-αt (m0 — масса ракеты в момент включения тормозного двигателя, α — постоянное число), найти α, при котором корабль совершит мягкую посадку (т.е. будет иметь скорость прилунения, равную нулю). Эффективная скорость истечения газов ve постоянна. Радиус Луны R, ускорение силы тяжести на Луне gЛ.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.26 Найти закон изменения массы ракеты, начавшей движение вертикально вверх с нулевой начальной скоростью, если ее ускорение w постоянно, а сопротивление среды пропорционально квадрату скорости (b — коэффициент пропорциональности). Поле силы тяжести считать однородным. Эффективная скорость истечения газа ve постоянна.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.27 Ракета перемещается в однородном поле силы тяжести по прямой с постоянным ускорением w. Эта прямая образует угол α с горизонтальной плоскостью, проведенной к поверхности Земли в точке запуска ракеты. Предполагая, что эффективная скорость истечения газов ve постоянна по величине и направлению, определить, каково должно быть отношение начальной массы ракеты к массе ракеты без топлива (число Циолковского), если к моменту сгорания топлива ракета оказалась на расстоянии H от указанной выше касательной плоскости.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.28 Тело переменной массы движется вверх с постоянным ускорением w по шероховатым прямолинейным направляющим, составляющим угол α с горизонтом. Считая, что поле силы тяжести является однородным, а сопротивление атмосферы движению тела пропорционально первой степени скорости (b — коэффициент сопротивления), найти закон изменения массы тела. Эффективная скорость истечения газа ve постоянна; коэффициент трения скольжения между телом и направляющими равен f.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.29 Аэростат весом Q поднимается вертикально и увлекает за собой сложенный на земле канат. На аэростат действует подъемная сила P, сила тяжести и сила сопротивления, пропорциональная квадрату скорости: R=-βx 2. Вес единицы длины каната γ. Составить уравнение движения аэростата.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.30 При условиях предыдущей задачи определить скорость подъема аэростата. В начальный момент аэростат неподвижен и находится на высоте H0.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.31 Шарообразная водяная капля падает вертикально в атмосфере, насыщенной водяными парами. Вследствие конденсации масса капли возрастает пропорционально площади ее поверхности (коэффициент пропорциональности α). Начальный радиус капли r0, ее начальная скорость v0, начальная высота h0. Определить скорость капли и закон изменения ее высоты со временем (сопротивлением движению пренебречь).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.32 Решить предыдущую задачу в предположении, что на каплю кроме силы тяжести действует еще и сила сопротивления, пропорциональная площади максимального поперечного сечения и скорости капля R=-4βπr2v (β — постоянный коэффициент).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.33 Свернутая в клубок тяжелая однородная цепь лежит на краю горизонтального стола, причем вначале одно звено цепи неподвижно свешивается со стола. Направляя ось x вертикально вниз и принимая, что в начальный момент x=0, x =0, определить движение цепи.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.34 Цепь сложена на земле и одним концом прикреплена к вагонетке, стоящей на наклонном участке пути, образующем угол α с горизонтом. Коэффициент трения цепи о землю f. Вес единицы длины цепи γ, вес вагонетки P. Скорость вагонетки в начальный момент v0. Определить скорость вагонетки в любой момент времени и выяснить необходимое условие, при котором вагонетка может остановиться.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.35 Материальная точка массы m притягивается по закону всемирного тяготения Ньютона к неподвижному центру. Масса центра со временем меняется по закону M=M0/(1+αt). Определить движение точки.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.36 Для быстрого сообщения ротору гироскопа необходимого числа оборотов применяется реактивный запуск. В тело ротора вделываются пороховые шашки общей массой m0, продукты сгорания которых выбрасываются через специальные сопла. Принять пороховые шашки за точки, расположенные на расстоянии r от оси вращения ротора. Касательная составляющая эффективной скорости истечения продуктов сгорания ve постоянна. Считая, что общий расход массы пороха в одну секунду равен q, определить угловую скорость ω ротора к моменту сгорания пороха, если на ротор действует постоянный момент сопротивления, равный M. Радиус ротора R. В начальный момент ротор находится в покое.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

45.37 По данным предыдущей задачи найти угловую скорость ротора после сгорания пороха, если на ротор действует момент сопротивления, пропорциональный его угловой скорости (b — коэффициент пропорциональности).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ
Принцип возможных перемещений
46.1 Груз Q поднимается с помощью домкрата, который приводится в движение рукояткой OA=0,6 м. К концу рукоятки, перпендикулярно ей, приложена сила P=160 Н. Определить величину силы тяжести груза Q, если шаг винта домкрата h=12 мм.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

Решебник по теоретической механике, автор: Мещерский
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.2 На маховичок коленчатого пресса действует вращающий момент M; ось маховичка имеет на концах винтовые нарезки шага h противоположного направления и проходит через две гайки, шарнирно прикрепленные к двум вершинам стержневого ромба со стороною a; верхняя вершина ромба закреплена неподвижно, нижняя прикреплена к горизонтальной плите пресса. Определить силу давления пресса на сжимаемый предмет в момент, когда угол при вершине ромба равен 2α.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.3 Определить зависимость между модулями сил P и Q в клиновом прессе, если сила P приложена к концу рукоятки длины a перпендикулярно оси винта и рукоятки. Шаг винта равен h. Угол при вершине клина равен α.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.4 Рисунок представляет схему машины для испытания образцов на растяжение. Определить зависимость между усилием X в образце K и расстоянием x от груза P массы M до его нулевого положения O, если при помощи груза Q машина уравновешена так, что при нулевом положении груза P и при отсутствии усилия в K все рычаги горизонтальны. Даны расстояния l1, l2 и e.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.5 Грузы K и L, соединенные системой рычагов, изображенных на рисунке, находятся в равновесии. Определить зависимость между массами грузов, если дано: BC/AC=1/10, ON/OM=1/3, DE/DF=1/10.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.6 Определить модуль силы Q, сжимающей образец A, в рычажном прессе, изображенном на рисунке. Дано: F=100 Н, a=60 см, b=10 см, c=60 см, d=20 см.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.7 На платформе в точке F находится груз массы M. Длина AB=a; BC=b, CD=c; IK=d; длина платформы EG=L. Определить соотношение между длинами b, c, d, l, при котором масса m гири, уравновешивающей груз, не зависит от положения его на платформе, и найти массу гири m в этом случае.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.8 К ползуну A механизма эллипсографа приложена сила P, направленная вдоль направляющей ползуна к оси вращения O кривошипа OC. Какой вращающий момент надо приложить к кривошипу OC для того, чтобы механизм был в равновесии в положении, когда кривошип OC образует с направляющей ползуна угол φ? Механизм расположен в горизонтальной плоскости, причем OC=AC=CB=l.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.9 Полиспаст состоит из неподвижного блока A и из n подвижных блоков. Определить в случае равновесия отношение массы M поднимаемого груза к силе P, приложенной к концу каната, сходящего с неподвижного блока A.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.10 В кулисном механизме при качании рычага OC вокруг горизонтальной оси O ползун A, перемещаясь вдоль рычага OC, приводит в движение стержень AB, движущийся в вертикальных направляющих K. Даны размеры: OC=R, OK=l. Какую силу Q надо приложить перпендикулярно кривошипу OC в точке C для того, чтобы уравновесить силу P, направленную вдоль стержня AB вверх?
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.11 Кулак K массы M1 находится в покое на гладкой горизонтальной плоскости, поддерживая стержень AB массы M2, который расположен в вертикальных направляющих. Система находится в покое под действием силы F, приложенной к кулаку K по горизонтали направо. Определить модуль силы F, если боковая поверхность кулака образует с горизонтом угол α. Найти также область значений модуля силы F в случае негладкой горизонтальной плоскости, если коэффициент трения скольжения между основанием кулака K и горизонтальной плоскостью равен f.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.12 Круговой кулак K массы M1 и радиуса R стоит на негладкой горизонтальной плоскости. Он соприкасается с концом A стержня AB массы M2, расположенного в вертикальных направляющих. Система находится в покое под действием силы F, приложенной к кулаку по горизонтали направо. При этом AM=h. Найти область значений модуля силы F, если коэффициент трения скольжения кулака о горизонтальную плоскость равен f.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.13 Круглый эксцентрик A массы M1 насажен на неподвижную горизонтальную ось O, перпендикулярную плоскости рисунка. Эксцентрик поддерживает раму B массы M2, имеющую вертикальные направляющие. Трением пренебречь. Эксцентриситет OC=a. Найти величину момента mO, приложенного к эксцентрику, если при покое материальной системы OC образует с горизонталью угол α.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.14 В механизме домкрата при вращении рукоятки A длины R начинают вращаться зубчатые колеса 1, 2, 3, 4 и 5, которые приводят в движение зубчатую рейку B домкрата. Какую силу надо приложить перпендикулярно рукоятке в конце ее для того, чтобы чашка C при равновесии домкрата развила давление равное 4,8 кН? Радиусы зубчатых колес соответственно равны: r1=3 см, r2=12 см, r3=4 см, r4=16 см, r5=3 см, длина рукоятки R=18 см.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.15 Дифференциальный ворот состоит из двух жестко связанных валов A и B, приводимых во вращение рукояткой C длины R. Поднимаемый груз D массы M прикреплен к подвижному блоку E, охваченному канатом. При вращении рукоятки C левая ветвь каната сматывается с вала A радиуса r1, а правая ветвь наматывается на вал B радиуса r2 (r2>r1). Какую силу P надо приложить перпендикулярно рукоятке в конце ее для того, чтобы уравновесить груз D, если M=720 кг, r1=10 см, r2=12 см, R=60 см?
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.16 В механизме антипараллелограмма ABCD звенья AB, CD и BC соединены цилиндрическими шарнирами B и C, а цилиндрическими шарнирами A и D прикреплены к стойке AD. К звену CD в шарнире C приложена горизонтальная сила FC. Определить модуль силы FB, приложенной в шарнире B перпендикулярно звену AB, если механизм находится в равновесии в положении, указанном на рисунке. Дано: AD=BC, AB=CD, ∠ABC=∠ADC=90°, ∠DCB=30°.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.17 Кривошипно-ползунный механизм OAB связан в середине шатуна AB цилиндрическим шарниром C со стержнем CD. Стержни CD и DE соединены цилиндрическим шарниром D. Определить зависимость между модулями сил FA и FD, соответственно перпендикулярных стержням OA и DE, при равновесии механизма в положении, указанном на рисунке. Дано: ∠DCB=150°, ∠CDE=90°.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.18 Колодочно-бандажный тормоз вагона трамвая состоит из трех тяг AB, BC и CD, соединенных шарнирами B и C. При действии горизонтальной силы F тормозные колодки K и L, соответственно прикрепленные к тягам AB и CD, прижимаются к колесу. Определить силы давления NK и NL колодок на колесо. Размеры указаны на рисунке. Вагон находится в покое.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.19 На рисунке изображена схема колодочно-бандажного тормоза вагона трамвая. Определить зависимость между a, b и c, при наличии которой колодки A и B под действием силы F прижимаются с одинаковыми по модулю силами к бандажам колес C и D. Найти также величину этой силы. Колеса считать неподвижными.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.20 Найти массы M1 и M2 двух грузов, удерживаемых в равновесии грузом массы M на плоскостях, наклоненных к горизонту под углами α и β, если грузы с массами M1 и M2 прикреплены к концам троса, идущего от груза с массой M1 через блок O1, насаженный на горизонтальную ось, к подвижному блоку O, и затем через блок O2, насаженный на ось блока O1, к грузу массы M2. Блоки O1 и O2 — соосные. Трением, а также массами блоков и троса пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.21 К концам нерастяжимой нити привязаны грузы A и B одинаковой массы. От груза A нить проходит параллельно горизонтальной плоскости, огибает неподвижный блок C, охватывает подвижный блок D, затем огибает неподвижный блок E, где к другому концу нити привязан груз B. К оси подвижного блока D подвешен груз K массы M. Определить массу M1 каждого из грузов A и B и коэффициент трения скольжения f груза A о горизонтальную плоскость, если система грузов находится в покое. Массой нити пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.22 Составная балка AD, лежащая на трех опорах, состоит из двух балок, шарнирно соединенных в точке C. На балку действуют вертикально силы, равные 20 кН, 60 кН, 30 кН. Размеры указаны на рисунке. Определить реакции опор A, B и D.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.23 Определить вращающий момент, который надо приложить на участке BD к балке AD, рассмотренной в предыдущей задаче, для того, чтобы опорная реакция в D равнялась нулю.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.24 Составная балка AE, лежащая на двух опорах A и C, состоит из трех балок AB, BD и DE, шарнирно соединенных в B и D. Балка DE в сечении E защемлена в стене. Определить вертикальную составляющую реакции в сечении E. К балкам приложены четыре равные вертикальные силы P. Размеры указаны на рисунке.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.25 Определить момент mE пары, возникающей в заделке балки DE, рассмотренной в предыдущей задаче.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.26 Балки AB и BD соединены цилиндрическим шарниром B. Горизонтальная балка AB защемлена в вертикальной стене сечением A. Балка BD, опирающаяся о гладкий выступ E, образует с вертикалью угол α. Вдоль балки BD действует сила F. Определить горизонтальную составляющую реакции в защемленном сечении A. Массой балок пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.27 Две горизонтальные балки AB и BD соединены цилиндрическим шарниром B. Опора D стоит на катках, а сечение A защемлено в стенке. К балке BD в точке K приложена сосредоточенная сила F, образующая угол α с горизонтом. Размеры указаны на рисунке. Определить составляющие реакции в защемленном сечении A и реактивный момент mp пары, возникающей в этом сечении. Массой балок пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.28 Железнодорожный кран опирается на рельсы, укрепленные на двух горизонтальных двухпролетных балках с промежуточными шарнирами. Кран несет груз P=30 кН, сила тяжести крана Q=160 кН. Определить момент реактивной пары в заделке в положении крана, указанном на рисунке.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.29 Каркас платформы состоит из Г-образных рам с промежуточными шарнирами C. Верхние концы рам жестко защемлены в бетонную стену, нижние — опираются на цилиндрические подвижные опоры. Определить вертикальную реакцию защемления при действии сил P1 и P2.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.30 Две балки BC и CD шарнирно соединены в C, цилиндрическим шарниром B прикреплены к вертикальной стойке AB, защемленной в сечении A, а цилиндрическим шарниром D соединены с полом. К балкам приложены горизонтальные силы P1 и P2. Определить горизонтальную составляющую реакции в сечении A. Размеры указаны на рисунке.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.31 Определить момент mA реактивной пары, возникающей в заделке A стойки AB, рассмотренной в предыдущей задаче.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

46.32 Две фермы I и II, соединенные шарниром D, прикреплены стержнями III и IV с помощью шарнира C к земле; в точках A и B они имеют опоры на катках. Ферма I нагружена вертикальной силой P на расстоянии a от опоры A. Найти реакцию катка B.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ
Общее уравнение динамики
47.1 Три груза массы M каждый соединены нерастяжимой нитью, переброшенной через неподвижный блок A. Два груза лежат на гладкой горизонтальной плоскости, а третий груз подвешен вертикально. Определить ускорение системы и натяжение нити в сечении ab. Массой нити и блока пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.2 Решить предыдущую задачу с учетом массы блока, считая, что при движении грузов блок A вращается вокруг неподвижной оси. Масса блока — сплошного однородного диска — равна 2M.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.3 Два груза массы M1 и M2 подвешены на двух гибких нерастяжимых нитях, которые навернуты, как указано на рисунке, на барабаны, имеющие радиусы r1 и r2 и насаженные на общую ось; грузы движутся под влиянием силы тяжести. Определить угловое ускорение ε барабанов, пренебрегая их массами и массой нитей.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.4 При условии предыдущей задачи определить угловое ускорение ε и натяжения T1 и T2 нитей, принимая во внимание массы барабанов, при следующих данных: M1=20 кг, M2=34 кг, r1=5 см, r2=10 см; массы барабанов: малого 4 кг и большого 8 кг. Массы барабанов считать равномерно распределенными по их внешним поверхностям.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.5 К системе блоков, изображенной на рисунке, подвешены грузы: M1 массы 10 кг и M2 массы 8 кг. Определить ускорение w2 груза M2 и натяжение нити, пренебрегая массами блоков.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.6 К нижнему шкиву C подъемника приложен вращающий момент M. Определить ускорение груза A массы M1, поднимаемого вверх, если масса противовеса B равна M2, а шкивы C и D радиуса r и массы M3 каждый представляют собой однородные цилиндры. Массой ремня пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.7 Вал кабестана — механизма для передвижения грузов — радиуса r приводится в движение постоянным вращающим моментом M, приложенным к рукоятке AB. Определить ускорение груза C массы m, если коэффициент трения скольжения груза о горизонтальную плоскость равен f. Массой каната и кабестана пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.8 Решить предыдущую задачу с учетом массы кабестана, момент инерции которого относительно оси вращения равен J.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.9 Груз A массы M1, опускаясь по наклонной гладкой плоскости, расположенной под углом α к горизонту, приводит во вращение посредством нерастяжимой нити барабан B массы M2 и радиуса r. Определить угловое ускорение барабана, если считать барабан однородным круглым цилиндром. Массой неподвижного блока C и нити пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.10 Человек толкает тележку, приложив к ней горизонтальную силу F. Определить ускорение кузова тележки, если масса кузова равна M1, M2 — масса каждого из четырех колес, r — радиус колес, fк — коэффициент трения качения. Колеса считать сплошными круглыми дисками, катящимися по рельсам без скольжения.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.11 Каток A массы M1, скатываясь без скольжения по наклонной плоскости вниз, поднимает посредством нерастяжимой нити, переброшенной через блок B, груз C массы M2. При этом блок B вращается вокруг неподвижной оси O, перпендикулярной его плоскости. Каток A и блок B — однородные круглые диски одинаковой массы и радиуса. Наклонная плоскость образует угол α с горизонтом. Определить ускорение оси катка. Массой нити пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.12 Груз B массы M1 приводит в движение цилиндрический каток A массы M2 и радиуса r при помощи нити, намотанной на каток. Определить ускорение груза B, если каток катится без скольжения, а коэффициент трения качения равен fк. Массой блока D пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.13 Стержень DE массы M1 лежит на трех катках A, B и C массы M2 каждый. К стержню приложена по горизонтали вправо сила F, приводящая в движение стержень и катки. Скольжение между стержнем и катками, а также между катками и горизонтальной плоскостью отсутствует. Найти ускорение стержня DE. Катки считать однородными круглыми цилиндрами.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.14 Определить ускорение груза M2, рассмотренного в задаче 47.5, с учетом массы блоков — сплошных однородных дисков массы 4 кг каждый.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.15 Груз А массы M1, опускаясь вниз, посредством нерастяжимой нити, переброшенной через неподвижный блок D и намотанной на шкив B, заставляет вал C катиться без скольжения по горизонтальному рельсу. Шкив B радиуса R жестко насажен на вал C радиуса r; их общая масса равна M2, а радиус инерции относительно оси O, перпендикулярной плоскости рисунка, равен ρ. Найти ускорение груза A. Массой нити и блока пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.16 Центробежный регулятор вращается вокруг вертикальной оси с постоянной угловой скоростью ω. Определить угол отклонения ручек OA и OB от вертикали, принимая во внимание только массу M каждого из шаров и массу M1 муфты C, все стержни имеют одинаковую длину l.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.17 Центробежный регулятор вращается с постоянной угловой скоростью ω. Найти зависимость между угловой скоростью регулятора и углом α отклонения его стержней от вертикали, если муфта массы M1 отжимается вниз пружиной, находящейся при α=0 в недеформированном состоянии и закрепленной верхним концом на оси регулятора; массы шаров равны M2, длина стержней равна l, оси подвеса стержней отстоят от оси регулятора на расстоянии a; массами стержней и пружины пренебречь. Коэффициент жесткости пружины равен c.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.18 Центробежный пружинный регулятор состоит из двух грузов A и B массы M каждый, насаженных на скрепленный со шпинделем регулятора гладкий горизонтальный стержень муфты C массы M1, тяг длины l и пружин, отжимающих грузы к оси вращения; расстояние шарниров тяг от оси шпинделя равно e; c — коэффициент жесткости пружин. Определить угловую скорость регулятора при угле раствора α, если при угле α0, где α0<α, пружины находятся в ненапряженном состоянии; массой тяг и трением пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

47.19 В регуляторе четыре груза одинаковой массы M1 находятся на концах двух равноплечих рычагов длины 2l, которые могут вращаться в плоскости регулятора вокруг конца шпинделя O и образуют с осью шпинделя переменный угол φ. В точке A, находящейся от конца шпинделя O на расстоянии OA=a, со шпинделем шарнирно соединены рычаги AB и AC длины a, которые в точках B и C в свою очередь сочленены со стержнями BD и CD длины a, несущими муфту D. В точках B и C имеются ползунки, скользящие вдоль рычагов, несущих грузы. Масса муфты равна M2. Регулятор вращается с постоянной угловой скоростью ω. Найти связь между углом и угловой скоростью ω в равновесном положении регулятора.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ
Уравнения Лагранжа второго рода
48.1 Передача вращения между двумя валами осуществляется двумя зубчатыми колесами, имеющими соответственно z1 и z2 зубцов, моменты инерции валов с насаженными на них колесами соответственно равны J1 и J2. Составить уравнение движения первого вала, если на него действует вращающий момент M1, а на другой вал — момент сопротивления M2. Трением в подшипниках пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.2 Барабан Б центрифуги приводится во вращение электродвигателем ЭД через двухступенчатый редуктор. Заданы момент инерции J0 электродвигателя, момент инерции J2 барабана, момент инерции J1 промежуточного вала редуктора, передаточные числа i01 и i12 ступеней редуктора. К ротору электродвигателя приложен вращающий момент M0 и момент сил сопротивления M 0, к валу редуктора и к барабану — моменты сил сопротивления M 1 и M 2 соответственно. Составить дифференциальное уравнение вращения барабана центрифуги.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.3 Привод электромобиля состоит из электродвигателя ЭД и одноступенчатого редуктора с передаточным числом i. Составить дифференциальное уравнение движения электромобиля, если J0 — момент инерции ротора электродвигателя, J1 — момент инерции каждого из четырех колес, имеющих радиус r, m — суммарная масса электромобиля, M — вращающий момент электродвигателя, M — момент сил сопротивления на валу электродвигателя, F — суммарная сила сопротивления движению электромобиля.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.4 Электродвигатель ЭД стабилизирующего привода установлен на вращающейся раме, положение которой задается углом φ. Шестерня 1 на валу электродвигателя обкатывается вокруг шестерни 2, связанной с неподвижным основанием. Составить дифференциальное уравнение движения рамы, если J1 — момент инерции рамы вместе с электродвигателем, J0 — момент инерции ротора электродвигателя, i12 — передаточное число пары шестерен, M0 — вращающий момент электродвигателя, M 0 — момент сил сопротивления на валу электродвигателя, M 1 — момент сил, приложенных к раме вокруг ее оси.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.5 Определить движение груза массы m, висящего на однородном тросе массы m1 и длины l; трос навернут на барабан радиуса a и массы m2; ось вращения горизонтальна; трением пренебречь, массу барабана считать равномерно распределенной по его ободу. В начальный момент t=0 система находилась в покое, длина свисавшей части троса l0.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.6 В эпициклическом механизме бегающая шестеренка радиуса r1 насажена на кривошип с противовесом, вращающийся вокруг оси неподвижной шестеренки под действием приложенного момента M. Определить угловое ускорение вращения кривошипа и окружное усилие S в точке касания шестеренок, если расстояние между осями шестеренок равно l, момент инерции кривошипа с противовесом относительно оси вращения кривошипа равен J0, масса бегающей шестеренки m1, момент инерции шестеренки относительно ее оси J1; трением пренебречь, центр масс шестеренки и кривошипа с противовесом находится на оси вращения кривошипа.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.7 В планетарном механизме колесо с осью O1 неподвижно; к рукоятке O1O3 приложен вращающий момент M; механизм расположен в горизонтальной плоскости. Определить угловое ускорение рукоятки, считая колеса однородными дисками с одинаковыми массами m и радиусами r и пренебрегая массой рукоятки.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.8 Бегуны К, К приводятся в движение от вала двигателя при помощи передачи, схема которой показана на рисунке. Масса одного бегуна равна 3 т, средний радиус R = 1 м, радиус вращения r =0,5 м. Считаем, что мгновенная ось вращения бегуна проходит через среднюю точку C обода. Отношение радиусов колес конической передачи от двигателя к вертикальному валу равно 2/3. Бегун считаем однородным диском радиуса R и пренебрегаем массой всех движущихся частей по сравнению с массой бегунов. Вычислить, какой постоянный вращающий момент должен быть приложен на валу двигателя, чтобы сообщить вертикальному валу угловую скорость 120 об/мин по истечении 10 с от момента пуска двигателя; силами сопротивления пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.9 Груз M массы 101 кг поднимает с помощью полиспаста груз M1, который вместе с подвижной обоймой имеет массу 320 кг. Всех блоков четыре, большие блоки имеют массу по 16 кг, малые — по 8 кг, радиусы больших блоков равны r, радиусы малых равны r1. Определить ускорение груза M. При определении энергии блоков предполагаем, что массы их равномерно распределены по окружности.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.10 В машине для статического уравновешивания роторов подшипники наклонены под углом α к вертикали. Ротор, помещенный в подшипник, имеет момент инерции J (относительно своей оси) и несет неуравновешенную массу m на расстоянии r от оси. Написать дифференциальное уравнение движения ротора и определить частоту малых колебаний около положения равновесия.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.11 Однородный конус катится по шероховатой плоскости, наклоненной под углом а к горизонту. Длина образующей конуса l, угол раствора 2β. Составить уравнение движения конуса.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.12 Материальная точка массы m движется под влиянием силы тяжести по циклоидальной направляющей, заданной уравнением s=4a sin φ, где s — дуга, отсчитываемая от точки O, а φ — угол касательной к циклоиде с горизонтальной осью. Определить движение точки.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.13 Составить уравнение движения маятника, состоящего из материальной точки M массы m, подвешенной на нити, навернутой на неподвижный цилиндр радиуса a. Длина свисающей в положении равновесия части нити равна l. Массой нити пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.14 Составить уравнение движения маятника, состоящего из материальной точки массы m, подвешенной на нити, длина которой изменяется по произвольно заданному закону l=l(t).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.15 Точка подвеса маятника, состоящего из материальной точки массы m на нерастяжимой нити длины l, движется по заданному закону ξ=ξ0(t) по наклонной прямой, образующей угол α с горизонтом. Составить уравнение движения маятника.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.16 Два вала, находящихся в одной плоскости и образующих между собой угол a, соединены шарниром Кардана. Моменты инерции валов равны J1 и J2. Составить уравнение движения первого вала, если на него действует вращающий момент M1, а к другому валу приложен момент сопротивления М2. Трением в подшипниках пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.17 Кривошипный механизм состоит из поршня массы m1 шатуна AB массы m2, кривошипа OB, вала и махового колеса; J2 —момент инерции шатуна относительно его центра масс С; J3 — момент инерции кривошипа OB, вала и махового колеса относительно оси; Q —площадь поршня, p — давление, действующее на поршень, l— длина шатуна; S — расстояние между точкой А и центром масс шатуна; r —длина кривошипа OB; М — момент сопротивления, действующий на вал. Составить уравнение движения механизма, считая угол поворота шатуна φ малым, т. е. полагая sin φ = φ и cosφ = 1; в качестве обобщенной координаты взять угол поворота кривошипа ф. Механизм расположен в горизонтальной плоскости.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.18 По однородному стержню массы М и длины 2а, концы которого скользят по гладкой, расположенной в горизонтальной плоскости окружности радиуса R, движется с постоянной относительной скоростью и материальная точка массы т. Определить движение стержня. В начальный момент материальная точка находится в центре масс стержня.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.19 Концы однородного тяжелого стержня AB длины 2a и массы M скользят без трения по горизонтальному и вертикальному стержням рамки, вращающейся с постоянной угловой скоростью ω вокруг вертикальной стороны. Составить уравнение движения стержня и определить положение относительного равновесия.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.20 К окружности диска радиуса R шарнирно присоединен рычаг, несущий на своих концах сосредоточенные массы m1 и m2. Расстояния масс от шарнира соответственно равны l1 и l2. Диск вращается около вертикальной оси, перпендикулярной его плоскости, с угловой скоростью ω. Составить уравнение движения рычага и определить его относительное положение равновесия. Массой рычага пренебречь. Ось вращения рычага параллельна оси вращения диска. Решить также задачу в предположении, что диск вращается в вертикальной плоскости (учесть действие силы тяжести).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.21 Тонкий диск массы М может своей плоскостью скользить без трения по горизонтальной плоскости. По диску, верхняя поверхность которого шероховата, движется материальная точка массы т: Уравнения относительного движения точки в декартовых координатах x и y, связанных с диском и имеющих начало в его центре масс, заданы в виде x = x(t), y = y(t). Момент инерции диска относительно его центра масс равен J. Определить закон изменения угловой скорости диска. В начальном положении диск неподвижен.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.22 По диску, описанному в предыдущей задаче, вдоль окружности радиуса R движется материальная точка с относительной скоростью v = at. Найти закон движения диска.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.23 Материальная точка M движется под действием силы тяжести по прямолинейному стержню AB, вращающемуся с постоянной угловой скоростью ω вокруг неподвижной вертикальной оси. Стержень AB образует угол α с горизонталью. Найти закон движения точки.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.24 Материальная точка массы m движется по круговой рамке радиуса a, которая вращается с постоянной угловой скоростью ω вокруг вертикального диаметра AB. Составить уравнение движения точки и определить момент M, необходимый для поддержания постоянства угловой скорости.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.25 Тело массы т может вращаться вокруг горизонтальной оси 0 102, которая в свою очередь вращается с постоянной угловой скоростью ω вокруг вертикальной оси OC. Центр масс тела G лежит на расстоянии l от точки O3 на прямой, перпендикулярной O1O2. Предполагая, что оси O1O2 и O3G являются главными осями инерции тела в точке O3, составить уравнение движения. Моменты инерции тела относительно главных осей равны A, B, C.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.26 Однородная нить, к концу которой привязан груз A массы m, огибает неподвижный блок B, охватывает подвижный блок C, поднимается вверх на неподвижный блок D и проходит параллельно горизонтальной плоскости, где к ее концу привязан груз E массы m. К оси блока C прикреплен груз K массы m1. Коэффициент трения скольжения груза E о горизонтальную плоскость равен f. При каком условии груз K будет опускаться вниз, если начальные скорости всех грузов равнялись нулю? Найти ускорение груза K. Массами блоков и нити пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.27 Два груза D и E массы m каждый привязаны к концам нерастяжимой нити. Эта нить от груза E идет через неподвижный блок A, затем охватывает подвижный блок B, возвращается вверх на неподвижный блок C, соосный с блоком A, проходит параллельно гладкой наклонной плоскости, где к концу нити привязан груз D. Наклонная плоскость образует угол α с горизонтом. К подвижному блоку B прикреплен груз K массы m1. Коэффициент трения скольжения груза E о горизонтальную плоскость равен f. Массами блоков и нити пренебречь. Выяснить условие, при котором груз K будет опускаться. Найти ускорение этого груза. В начальный момент скорости всех грузов равнялись нулю.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.28 Призма A массы m скользит по гладкой боковой грани призмы B массы m1, образующей угол α с горизонтом. Определить ускорение призмы B. Трением между призмой B и горизонтальной плоскостью пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.29 На гладкой горизонтальной плоскости помещена треугольная призма ABC массы m, которая может скользить без трения по этой плоскости; по грани призмы AB катится без скольжения однородный круглый цилиндр массы m1. Определить ускорение призмы.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.30 Через блоки A и B с неподвижными осями переброшен шнур, поддерживающий подвижный блок C; части шнура, не лежащие на концах, вертикальны. Блок C нагружен гирей массы m=4 кг, к концам шнура прикреплены грузы массы m1=2 кг и m2=3 кг. Определить ускорения всех трех грузов, пренебрегая массами блоков и шнура и трением на осях.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.31 Грузы M1 и M2 одинаковой массы m движутся по двум наклонным направляющим OA и OB, расположенным в вертикальной плоскости под углами α и β к горизонту; нить, соединяющая эти грузы, идет от груза M1 через блок O, вращающийся около горизонтальной оси, охватывает подвижный шкив Q, несущий груз M массы m1, и затем через блок O1, надетый на ту же ось, что и блок O, идет к грузу M2. Блоки O1 и O соосные. Определить ускорение w груза M, пренебрегая трением, а также массами блока, шкива и нити.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.32 Решить предыдущую задачу, заменив грузы M1 и М2 катками массы m и радиуса r каждый. Катки считать сплошными однородными круглыми дисками. Коэффициент трения качения катков о наклонные плоскости равен fк. Нити закреплены на осях катков.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.33 Дана система из двух блоков, неподвижного A и подвижного B, и трех грузов M1, M2 и M3, подвешенных с помощью нерастяжимых нитей, как указано на рисунке. Массы грузов соответственно равны m1, m2 и m3, при этом m1 СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.34 Найти ускорение тележки, по платформе которой катится без скольжения круглый цилиндр, если сама тележка скатывается тоже без скольжения по плоскости, наклоненной к горизонту под углом α и параллельной платформе тележки; образующие цилиндра перпендикулярны линиям наибольшего ската платформы. Масса тележки без колес M, масса всех колес m, масса цилиндра M1, колеса считать однородными сплошными дисками.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.35 Составить уравнения движения эллиптического маятника, состоящего из ползуна M1 массы m1, скользящего без трения по горизонтальной плоскости, и шарика M2 массы m2, соединенного с ползуном стержнем AB длины l. Стержень может вращаться вокруг оси A, связанной с ползуном и перпендикулярной плоскости рисунка. Массой стержня пренебречь. Определить период малых колебаний эллиптического маятника.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.36 При наезде тележки A на упругий упор B начинаются колебания подвешенного на стержне груза D. Составить дифференциальные уравнения движения материальной системы, если m1 — масса тележки, m2 — масса груза, l — длина стержня, c — коэффициент жесткости пружины упора B. Массой колес и всеми силами сопротивления пренебречь. Начало отсчета оси x взять в левом конце недеформированной пружины. Определить период малых колебаний груза при отсутствии упора B. Массой стержня пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.37 По неподвижной призме A, расположенной под углом α к горизонту, скользит призма В массы m2. К призме B, посредством цилиндрического шарнира O и спиральной пружины с коэффициентом жесткости c, присоединен тонкий однородный стержень OD массы m1 и длины l. Стержень совершает колебания вокруг оси O, перпендикулярной плоскости рисунка. Положения призмы В и стержня OD определены посредством координат s и φ. Написать дифференциальные уравнения движения материальной системы, состоящей из призмы В и стержня OD, пренебрегая силами трения. Определить период малых колебаний стержня OD, если m1gl cos2α< 2с.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.38 Решить задачу 48.37, считая, что призма A массы m3 движется по гладкой горизонтальной плоскости, а ее положение определяется координатой x.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.39 Материальная точка A массы m1 движется в вертикальной плоскости по внутренней гладкой поверхности неподвижного цилиндра радиуса l. Материальная точка B массы m2, присоединенная к точке A посредством стержня AB длины l, может колебаться вокруг оси A, перпендикулярной плоскости рисунка. Положения точек A и B определены с помощью углов α и φ, отсчитываемых от вертикали. Составить дифференциальные уравнения движения системы. Написать дифференциальные уравнения малых колебаний системы. Массой стержня AB пренебречь. Указание. Пренебречь членами, содержащими множители φ 2 и α 2, а также считать sin(φ-α)≈φ-α, cos(φ-α)≈1, sin α≈α, sin φ≈φ.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.40 Шероховатый цилиндр массы m и радиуса r катится без скольжения по внутренней поверхности полого цилиндра массы M и радиуса R, могущего вращаться около своей горизонтально расположенной оси O. Моменты инерции цилиндров относительно своих осей равны mr2/2 и MR2. Составить уравнения движения системы и найти их первые интегралы.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.41 Однородный диск радиуса R, имеющий массу M, может вращаться вокруг своей горизонтальной оси O. К диску на нити AB длины l подвешена материальная точка массы m. Составить уравнения движения системы.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.42 Диск системы, описанной в предыдущей задаче, вращается с постоянной угловой скоростью ω. Составить уравнение движения материальной точки.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.43 Составить уравнения движения математического маятника массы m, подвешенного на упругой нити; длина нити в положении равновесия l, ее жесткость равна c. Найти движение маятника для случая малых колебаний. В качестве обобщенных координат взять угол φ отклонений маятника от вертикали и относительное удлинение нити z.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.44 Один конец нерастяжимой тонкой нити обмотан вокруг однородного круглого цилиндра радиуса R, второй конец прикреплен к неподвижной точке O. Цилиндр, разматывая нить, опускается вниз, одновременно раскачиваясь вокруг горизонтальной оси, проходящей через точку подвеса нити. Пренебрегая массой нити, составить дифференциальные уравнения движения цилиндра.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.45 Пользуясь результатами, полученными при решении предыдущей задачи, составить дифференциальное уравнение малых колебании цилиндра, если движение началось из состояния покоя и при t = 0, ρ = ρ0, φ = φ0
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.46 Определить движение системы, состоящей из двух масс m1 и m2, насаженных на гладкий горизонтальный стержень (ось Ох), массы связаны пружиной жесткости с и могут двигаться поступательно вдоль стержня; расстояние между центрами масс при ненапряженной пружине равно l; начальное состояние системы при t = 0 определяется следующими значениями скоростей и координат центров масс: x1 = 0, x1 = u0, x2 = l, x2 = 0
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.47 Система, состоящая из двух одинаковых колес радиуса а каждое, могущих независимо вращаться вокруг общей нормальной к ним оси O1O2 длины l, катится по горизонтальном плоскости. Колеса связаны пружиной жесткости c, работающей на кручение (упругий торсион). Масса каждого колеса М; С- момент инерции колеса относительно оси вращения, А — момент инерции колеса относительно диаметра. Составить уравнения движения системы и определить движение, отвечающее начальным условиям φ1=0, φ1 =0, φ2 = 0, φ2 = ω (φ1, φ2 — углы поворота колес). Массой оси пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.48 Механизм робота-манипулятора состоит из колонны для вертикального перемещения, устройства для горизонтального перемещения, состоящего из звеньев 1 и 2, и выдвигающейся горизонтальной руки со схватом 3. Массы звеньев механизма m1, m2 и m3. Движущие силы, создаваемые приводами в поступательных парах, равны соответственно F01, F12 и F23. Составить дифференциальные уравнения движения механизма. Трением пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

48.49 Механизм робота-манипулятора состоит из поворотной колонны 1, устройства для вертикального перемещения 2 и выдвигающейся руки со схватом 3. Момент инерции звена 1 относительно оси поворота J1; масса звена 2 m2, момент инерции относительно оси поворота J2; масса двигающейся руки со схватом m3, расстояние от оси поворота до центра масс ρ, момент инерции относительно центральной оси J3. К оси поворота приложен момент M, движущие силы, создаваемые приводами в поступательных парах, равны соответственно F12 и F23. Составить дифференциальные уравнения движения механизма. Трением пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ
Интегралы движения, преобразование Рауса, канонические уравнения Гамильтона, уравнения Якоби — Гамильтона, принцип Гамильтона — Остроградского
49.1 Трубка AB вращается с постоянной угловой скоростью ω вокруг вертикальной оси CD, составляя с ней угол α. В трубке находится пружина жесткости c, один конец которой укреплен в точке A; ко второму концу пружины прикреплено тело M массы m, скользящее без трения внутри трубки. В недеформированном состоянии длина пружины равна AO=l. Приняв за обобщенную координату расстояние x от тела M до точки O, определить кинетическую энергию T тела M и обобщенный интеграл энергии.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.2 Найти первые интегралы движения сферического маятника длины l, положение которого определяется углами θ и ψ.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.3 Гироскопический тахометр установлен на платформе, вращающейся с постоянной угловой скоростью u вокруг оси ζ. Определить первые интегралы движения, если коэффициент жесткости спиральной пружины равен c, моменты инерции гироскопа относительно главных центральных осей x, y, z соответственно равны A, B и C, причем B=A; силы трения на оси z собственного вращения гироскопа уравновешиваются моментом, создаваемым статором электромотора, приводящим во вращение гироскоп; силами трения на оси прецессии y пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.4 Материальная точка M соединена с помощью стержня OM длины l с плоским шарниром O, горизонтальная ось которого вращается вокруг вертикали с постоянной угловой скоростью ω. Определить условие устойчивости нижнего вертикального положения маятника, период его малых колебаний при выведении его из этого положения и обобщенный интеграл энергии. Массой стержня пренебречь.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.5 Уравновешенный гироскоп в кардановом подвесе движется по инерции. Определить кинетическую энергию системы и первые интегралы уравнений движения, если момент инерции внешней рамки относительно неподвижной оси вращения ξ равен Jξ, моменты инерции внутренней рамки относительно главных центральных осей x, y, z равны J x, J y, J z, а соответствующие моменты инерции гироскопа — Jx, Jy и Jz (Jx=Jy).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.6 Гироскоп установлен в кардановом подвесе. Вокруг осей ξ и у вращения рамок подвеса действуют моменты внешних сил Mξ и Му. Игнорируя циклическую координату φ, найти 1) дифференциальные уравнения движения для координат φ и θ, 2) гироскопические члены. (См. рисунок к задаче 49.5)
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.7 Составить функцию Гамильтона и канонические уравнения движения для математического маятника массы m и длины l, положение которого определяется углом φ отклонения его от вертикали. Проверить, что полученные уравнения эквивалентны обычному дифференциальному уравнению движения математического маятника.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.8 Материальная точка массы m подвешена с помощью стержня длины l к плоскому шарниру, горизонтальная ось которого вращается вокруг вертикали с постоянной угловой скоростью ω (см. рисунок к задаче 49.4). Составить функцию Гамильтона и канонические уравнения движения. Массу стержня не учитывать.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.9 Вертикальное положение оси симметрии волчка, вращающегося относительно неподвижной точки O под действием силы тяжести, определяется углами α и β. Исключив циклическую координату φ(угол собственного вращения), составить для углов α и β функции Рауса и Гамильтона. Масса волчка равна m, расстояние от его центра масс до точки O равно l, момент инерции относительно оси симметрии z равен C, а относительно осей x и у равен A.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.10 Пользуясь результатами, полученными при решении предыдущей задачи, составить для канонических переменных Гамильтона дифференциальные уравнения малых колебаний волчка около верхнего вертикального положения.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.11 Положение оси симметрии z волчка, движущегося относительно неподвижной точки O под действием силы тяжести, определяется углами Эйлера, углом прецессии ψ и углом нутации θ. Составить функцию Гамильтона для углов ψ, θ и φ (угол собственного вращения) и соответствующих импульсов, если m — масса волчка, l — расстояние от его центра масс до точки O, C — момент инерции относительно оси z, A — момент инерции относительно любой оси, лежащей в экваториальной плоскости, проходящей через точку O.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.12 В условиях предыдущей задачи составить канонические уравнения движения волчка.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.13 Свободная точка единичной массы движется в вертикальной плоскости xy под действием силы тяжести. Составить дифференциальное уравнение в частных производных Якоби — Гамильтона и найти его полный интеграл (ось y направлена вертикально вверх).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.14 Пользуясь результатами, полученными при решении предыдущей задачи, и свойствами полного интеграла уравнения Якоби — Гамильтона, найти первые интегралы уравнений движения точки.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.15 Физический маятник массы M вращается вокруг неподвижной горизонтальной оси. Момент инерции маятника относительно этой оси равен J, расстояние от центра масс маятника до оси равно l. Составить дифференциальное уравнение Якоби — Гамильтона, найти его полный интеграл и первые интегралы движения маятника (нулевой уровень потенциальной энергии взять на уровне оси маятника).
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.16 Движение волчка, имеющего одну неподвижную точку O, определяется углами Эйлера ψ, θ и φ. Пользуясь результатами решения задачи 49.11, составить уравнение в частных производных Якоби — Гамильтона и найти полный интеграл его.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.17 Концы струны закреплены в неподвижных точках А и B, расстояние между которыми равно l. Считая, что натяжение Т струны одинаково во всех точках, определить действие по Гамильтону для малых колебаний струны. Предполагается, что колебания происходят в одной вертикальной плоскости xy и что на струну действуют только силы натяжения, линейная плотность струны равна ρ.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.18 Пользуясь принципом Гамильтона-Остроградского и результатами решения предыдущей задачи, составить дифференциальное уравнение колебаний струны.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.19 Абсолютно гибкая однородная и нерастяжимая нить длины l подвешена за один конец в точке O. Определить действие по Гамильтону для малых колебаний нити около вертикали, происходящих под действием силы тяжести. Масса единицы длины нити равна ρ.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.20 Пользуясь принципом Гамильтона-Остроградского и результатами решения предыдущей задачи, составить дифференциальное уравнение малых колебаний подвешенной за один конец нити.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.21. Пользуясь принципом Гамильтона-Остроградского, составить дифференциальное уравнение продольных колебаний тонкого стержня, заделанного на одном конце и с массой m на другом конце и получить граничные условия. Плотность материала стержня ρ, модуль продольной упругости E, площадь поперечного сечения F, длина l.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.22. Составить дифференциальное уравнение крутильных колебаний стержня, заделанного на одном конце, с диском на другом конце. Плотность материала стержня ρ, модуль сдвига G, поперечное сечение -круг радиуса r, длина стержня l. Момент инерции диска J.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.23. Пользуясь принципом Гамильтона - Остроградского, составить дифференциальное уравнение поперечных колебаний шарнирно опертой балки, а также получить граничные условия. Плотность материала балки ρ, модуль продольной упругости E, площадь поперечного сечения F, момент инерции поперечного сечения J, длина балки l.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.24. Пользуясь принципом Гамильтона - Остроградского, получить граничные условия в задаче о поперечных колебаниях консольной балки длины l.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ

49.25. Пользуясь принципом Гамильтона - Остроградского, составить уравнения малых колебании системы, состоящей из консольной балки длины l и груза массы m, прикрепленного к балке и к основанию пружинами жесткости c. Плотность материала балки ρ, модуль продольной упругости E, площадь поперечного сечения F, момент инерции поперечного сечения J.
СМОТРЕТЬ РЕШЕНИЕ