Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Движение точки может быть задано тремя способами: естественным, векторным и координатным.
При естественном способе задания движения дается траектория, т. е. линия, по которой движется точка (рис.2.1). На этой траектории выбирается некоторая точка , принимаемая за начало отсчета. Выбираются положительное и отрицательное направления отсчета дуговой координаты , определяющей положение точки на траектории. При движении точки расстояние будет изменяться. Поэтому, чтобы определить положение точки в любой момент времени, достаточно задать дуговую координату как функцию времени:
. (2.1)
Это равенство называется уравнением движения точки по данной траектории.
Итак, движение точки в рассматриваемом случае определяется совокупностью следующих данных: траектории точки, положения начала отсчета дуговой координаты, положительного и отрицательного направлений отсчета и функции .
При векторном способе задания движения точки положение точки определяется величиной и направлением радиуса-вектора , проведенного из неподвижного центра в данную точку (рис. 2.2). При движении точки ее радиус-вектор изменяется по величине и направлению. Поэтому, чтобы определить положение точки в любой момент времени, достаточно задать ее радиус-вектор как функцию времени:
. (2.2)
Это равенство называется векторным уравнением движения точки.
При координатном способе задания движения положение точки по отношению к выбранной системе отсчета определяется при помощи прямоугольной системы декартовых координат (рис. 2.3). При движении точки ее координаты изменяются с течением времени. Поэтому, чтобы определить положение точки в любой момент времени, достаточно задать координаты , , как функции времени:
; ; . (2.3)
Эти равенства называются уравнениями движения точки в прямоугольных декартовых координатах. Движение точки в плоскости определяется двумя уравнениями системы (2.3), прямолинейное движение — одним.
Между тремя описанными способами задания движения существует взаимная связь, что позволяет от одного способа задания движения перейти к другому. В этом легко убедиться, например, при рассмотрении перехода от координатного способа задания движения к векторному.
Положим, что движение точки задано в виде уравнений (2.3). Имея в виду, что
и
; ; ,
можно записать
.
А это и есть уравнение вида (2.2).
Задача 2.1. Найти уравнение движения и траекторию средней точки шатуна, а также уравнение движения ползуна кривошипно-ползунного механизма (рис. 2.4), если ; .
Решение. Положение точки определяется двумя координатами и . Из рис. 2.4 видно, что
, .
Тогда из и :
; ; .
Подставляя значения , и , получаем уравнения движения точки :
;
или
; .
Чтобы найти уравнение траектории точки в явной форме, надо исключить из уравнений движения время . С этой целью проведем необходимые преобразования в полученных выше уравнениях движения:
; .
Возводя в квадрат и складывая левые и правые части этих уравнений, получим уравнение траектории в виде
.
Следовательно, траектория точки - эллипс.
Ползун движется прямолинейно. Координату , определяющую положение точки, можно записать в виде
или
.
Дата публикования: 2015-01-14; Прочитано: 449 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!