25.01.2015 Views

B - dziewiecki@pr.radom.pl

B - dziewiecki@pr.radom.pl

B - dziewiecki@pr.radom.pl

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Mechanika Techniczna<br />

wykład 8<br />

Metody wyznaczania przyspieszenia<br />

w ruchu płaskim<br />

przykłady<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Przykład 1<br />

Cienki pręt o długości l opiera się końcem A o podłogę, zaś końcem B<br />

o prostopadłą do niej ścianę. W położeniu pokazanym na rysunku,<br />

określonym przez kąt , koniec A pręta posiada prędkość A<br />

oraz<br />

przyspieszenie a A<br />

. Wyznaczyć przyspieszenie a B<br />

końca B.<br />

B<br />

l<br />

<br />

A<br />

<br />

A<br />

a A<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


a<br />

B / A<br />

<br />

<br />

O<br />

y<br />

B<br />

<br />

a<br />

B / A<br />

a B<br />

<br />

<br />

a A<br />

<br />

l<br />

<br />

<br />

a<br />

B<br />

aA<br />

aB<br />

/ A<br />

aB<br />

/ A<br />

<br />

2<br />

aB<br />

/ A<br />

l aB<br />

/ A<br />

<br />

wektor<br />

a A<br />

<br />

a<br />

B / A<br />

<br />

a<br />

a B / A<br />

B<br />

i a<br />

l sin<br />

cos<br />

<br />

j<br />

0<br />

l cos<br />

A<br />

<br />

l<br />

<br />

<br />

Rozwiązanie<br />

metoda superpozycji<br />

<br />

2 l sin<br />

0 aB<br />

l<br />

<br />

A<br />

a <br />

A<br />

<br />

A<br />

2<br />

0 aA<br />

l sin<br />

l cos<br />

<br />

2<br />

<br />

aB<br />

0 l cos<br />

<br />

l sin<br />

<br />

a<br />

B<br />

x<br />

z poprzedniego rozwiązania<br />

(wykład 7, przykład 1)<br />

<br />

A<br />

<br />

l sin<br />

a<br />

<br />

2<br />

aA<br />

<br />

A<br />

<br />

3<br />

tan<br />

l sin <br />

A<br />

2<br />

l cos<br />

l sin<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Przykład 2<br />

Krążek o promieniu r toczy się w jednej płaszczyźnie bez poślizgu po<br />

płaskiej powierzchni w ten sposób, że w danej chwili prędkość jego<br />

środka równa jest 0<br />

, zaś przyspieszenie a 0<br />

. Wyznaczyć przyspieszenia<br />

punktów A, B, C, D krążka.<br />

B<br />

r<br />

A<br />

O<br />

0<br />

a 0<br />

C<br />

D<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Rozwiązanie<br />

Prędkość kątowa krążka (wykład 7, przykład 2)<br />

<br />

<br />

a<br />

A / O<br />

A<br />

<br />

<br />

a<br />

A / O<br />

r<br />

a 0<br />

a <br />

A<br />

<br />

<br />

a<br />

B / O<br />

O<br />

0<br />

r<br />

B<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

a<br />

B / O<br />

<br />

/ O<br />

0<br />

a <br />

0<br />

<br />

a D<br />

a<br />

D<br />

a 0<br />

a B<br />

<br />

<br />

a<br />

C / O<br />

<br />

C<br />

<br />

a<br />

C / O<br />

a 0<br />

a <br />

C<br />

a A<br />

Przyspieszenie kątowe<br />

<br />

a<br />

a<br />

a<br />

1<br />

<br />

<br />

0<br />

<br />

r<br />

A<br />

<br />

A/<br />

O<br />

<br />

A/<br />

O<br />

<br />

<br />

a<br />

0<br />

<br />

a<br />

r <br />

<br />

A/<br />

O<br />

a<br />

0<br />

<br />

a<br />

2<br />

2 0<br />

r <br />

r<br />

<br />

<br />

r<br />

a<br />

r<br />

0<br />

<br />

A/<br />

O<br />

2<br />

2<br />

<br />

0 2<br />

a <br />

0<br />

a0<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

a<br />

D / O<br />

D<br />

a 0<br />

a<br />

a<br />

<br />

B / O<br />

<br />

B / O<br />

<br />

<br />

a<br />

a<br />

<br />

C / O<br />

<br />

C / O<br />

<br />

<br />

a<br />

a<br />

<br />

D / O<br />

<br />

D / O<br />

r a<br />

0<br />

2<br />

2 0<br />

r <br />

r<br />

2<br />

2<br />

4 2<br />

<br />

0<br />

0 <br />

a <br />

<br />

r <br />

2<br />

<br />

0 2<br />

a B<br />

<br />

a C<br />

<br />

a0 a0<br />

r<br />

<br />

<br />

2<br />

a D<br />

2<br />

0<br />

r<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Przykład 3<br />

Pręt AB o długości l ślizga się po poziomej prostej opierając się o<br />

naroże C. Koniec A pręta posiada prędkość A<br />

oraz przyspieszenie a A<br />

.<br />

Wyznaczyć przyspieszenie końca B pręta jeśli tworzy on z poziomem<br />

kąt . Dany jest wymiar h.<br />

B<br />

C<br />

l<br />

h<br />

<br />

A<br />

A<br />

a A<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


y<br />

Rozwiązanie<br />

<br />

A 2<br />

Prędkość kątowa pręta sin (wykład 7, przykład 3)<br />

h<br />

x<br />

a <br />

A<br />

a<br />

B / A<br />

B<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

a<br />

B / A<br />

2<br />

2<br />

sin <br />

<br />

A<br />

<br />

<br />

a sin 2<br />

<br />

A<br />

h h <br />

C<br />

l<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

a<br />

B<br />

aA<br />

aB<br />

/ A<br />

aB<br />

/ A<br />

<br />

h<br />

<br />

<br />

<br />

A<br />

A<br />

a<br />

<br />

B<br />

2<br />

/ A<br />

l aB<br />

/ A<br />

l<br />

wektor<br />

a B<br />

aBx<br />

i <br />

j<br />

a A<br />

<br />

a<br />

B / A l sin l<br />

<br />

a<br />

B / A l cos<br />

a A 0<br />

cos<br />

2 l sin<br />

aBy<br />

a<br />

<br />

a<br />

<br />

Bx<br />

a<br />

By<br />

a<br />

a<br />

A<br />

<br />

<br />

<br />

l<br />

h<br />

A<br />

sin<br />

l<br />

sin<br />

h<br />

a A<br />

2<br />

l sin<br />

l cos<br />

<br />

2 l<br />

1<br />

3<br />

A<br />

h<br />

3<br />

2<br />

<br />

l cos<br />

l sin<br />

<br />

A<br />

2 l<br />

cos<br />

<br />

A<br />

h<br />

2<br />

2<br />

2<br />

sin<br />

sin<br />

3<br />

4<br />

cos<br />

<br />

3cos<br />

2<br />

1<br />

<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Przykład 4<br />

Obliczyć przyspieszenie tłoka B w położeniu mechanizmu korbowego<br />

pokazanym na rysunku. Dane są: promień korby r, długość korbowodu<br />

l, kąt oraz prędkość kątowa 0<br />

=const korby.<br />

<br />

r<br />

A<br />

l<br />

O<br />

0<br />

B<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Rozwiązanie<br />

0<br />

Prędkość kątowa korbowodu (wykład 7, przykład 5)<br />

a<br />

O<br />

A<br />

<br />

<br />

r<br />

<br />

a <br />

A<br />

<br />

A<br />

r cos<br />

<br />

a<br />

B<br />

aA<br />

aB<br />

/ A<br />

aB<br />

/ A<br />

<br />

<br />

2 <br />

2<br />

0 r aB<br />

/ A<br />

l aB<br />

/ A<br />

l<br />

wektor<br />

0<br />

i <br />

j<br />

a A 2<br />

r 0<br />

sin<br />

<br />

a<br />

B / A l sin <br />

<br />

a 2 l cos <br />

a B / A<br />

B<br />

l cos <br />

2<br />

l r<br />

cos<br />

2<br />

<br />

2<br />

l <br />

2<br />

r 0<br />

cos<br />

2 l sin <br />

aBx<br />

0<br />

<br />

r sin<br />

l<br />

r cos 2<br />

<br />

<br />

a<br />

B / A<br />

<br />

<br />

B<br />

<br />

<br />

a<br />

B / A<br />

2<br />

2<br />

a Bx<br />

<br />

<br />

0<br />

r sin<br />

l sin l cos <br />

2<br />

2 <br />

0 0<br />

r cos<br />

l cos l sin <br />

2<br />

2<br />

0<br />

r cos<br />

l sin <br />

<br />

l cos <br />

2<br />

2<br />

<br />

r sin <br />

<br />

<br />

0r<br />

cos<br />

tan sin<br />

<br />

3<br />

<br />

l cos <br />

gdzie:<br />

2<br />

r cos<br />

l r<br />

cos<br />

<br />

tan <br />

cos <br />

2<br />

2<br />

l r<br />

cos<br />

<br />

l<br />

a Bx<br />

y<br />

x<br />

2<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Przykład 5<br />

Koniec nici nawiniętej na szpulę o promieniach R i r ciągnięty jest z<br />

prędkością i przyspieszeniem a.<br />

Obliczyć przyspieszenia punktów A i B szpuli.<br />

B<br />

a <br />

A<br />

r<br />

R<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


a<br />

A / O<br />

A<br />

a <br />

0<br />

Rozwiązanie<br />

<br />

a <br />

A<br />

<br />

a<br />

A / O<br />

<br />

B<br />

<br />

a<br />

B / O<br />

C<br />

r<br />

a <br />

0<br />

O<br />

a 0<br />

<br />

<br />

a<br />

B / O<br />

a B<br />

<br />

<br />

R r<br />

<br />

<br />

a<br />

a<br />

0<br />

<br />

<br />

<br />

R r<br />

R<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

R r<br />

a<br />

<br />

R r<br />

R<br />

a<br />

R r<br />

<br />

<br />

a<br />

A<br />

aO<br />

aA<br />

/ O<br />

aA<br />

/ O<br />

<br />

A / O<br />

R<br />

R a<br />

R r<br />

a<br />

prędkość kątowa<br />

szpuli<br />

przyspieszenie kątowe<br />

szpuli<br />

przyspieszenie środka<br />

szpuli<br />

<br />

<br />

A / O<br />

przyspieszenie<br />

punktu A<br />

2 2<br />

R <br />

<br />

R<br />

R r<br />

<br />

2<br />

R<br />

a<br />

A<br />

<br />

2<br />

<br />

a<br />

a<br />

a 2<br />

A / O<br />

0<br />

A / O<br />

środek prędkości<br />

szpuli<br />

<br />

a<br />

a<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

a<br />

B<br />

aO<br />

aB<br />

/ O<br />

aB<br />

/ O<br />

<br />

B / O<br />

B<br />

<br />

R<br />

R a<br />

R r<br />

<br />

2 <br />

a<br />

a a<br />

2<br />

0<br />

A / O<br />

a<br />

A / O<br />

<br />

B / O<br />

przyspieszenie<br />

punktu B<br />

2 2<br />

R <br />

<br />

R<br />

R r<br />

<br />

2<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Przykład 6<br />

Mechanizm składa się z 3 prętów połączonych przegubowo. Pręty O 1<br />

A oraz O 2<br />

B<br />

mogą obracać się wokół nieruchomych osi O 1<br />

i O 2<br />

. Pręt O 1<br />

A obraca się z<br />

prędkością kątową 1<br />

i przyspieszeniem kątowym 1<br />

. Wyznaczyć<br />

przyspieszenie punktu B w położeniu mechanizmu pokazanym na rysunku.<br />

Dane są wymiary a, b oraz c.<br />

B<br />

A<br />

b<br />

a<br />

1<br />

O 1<br />

1<br />

O 2<br />

c<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


a <br />

A<br />

<br />

a<br />

y<br />

1<br />

<br />

a<br />

<br />

a<br />

A<br />

<br />

a<br />

B<br />

B<br />

A<br />

<br />

a<br />

Rozwiązanie<br />

A<br />

x<br />

<br />

a<br />

<br />

a<br />

<br />

a<br />

<br />

B / A<br />

<br />

a <br />

A<br />

O 1<br />

<br />

A<br />

A<br />

<br />

B<br />

<br />

A<br />

1<br />

<br />

a<br />

<br />

A<br />

<br />

a<br />

<br />

a<br />

<br />

B / A<br />

<br />

B<br />

<br />

<br />

a<br />

<br />

B<br />

<br />

AB<br />

<br />

a<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

A<br />

<br />

a<br />

<br />

B<br />

l AB<br />

<br />

a B<br />

2<br />

<br />

<br />

a<br />

B / A<br />

B<br />

2<br />

1<br />

a aA<br />

1<br />

a<br />

a<br />

tan <br />

<br />

B / A<br />

a<br />

a<br />

<br />

B<br />

<br />

B<br />

<br />

b a<br />

AB<br />

b<br />

2<br />

l<br />

2<br />

b<br />

2<br />

c<br />

AB<br />

B<br />

<br />

A <br />

AB<br />

0<br />

<br />

a <br />

A<br />

B<br />

wektor<br />

a A<br />

<br />

<br />

a<br />

B / A<br />

2<br />

O 2<br />

<br />

AB<br />

AB<br />

<br />

a B<br />

<br />

a <br />

B<br />

a <br />

2<br />

a <br />

1<br />

1<br />

B<br />

1a<br />

B<br />

<br />

<br />

B<br />

2b<br />

pręt AB porusza się<br />

ruchem postępowym<br />

prędkość kątowa pręta AB<br />

i <br />

1<br />

a<br />

<br />

<br />

ABl AB<br />

sin<br />

AB<br />

AB<br />

l<br />

l<br />

AB<br />

AB<br />

<br />

a<br />

2<br />

1<br />

b<br />

<br />

j <br />

2<br />

1<br />

a<br />

ABl AB<br />

2<br />

b 0<br />

0 b 2 2<br />

sin<br />

<br />

2b<br />

<br />

2 <br />

cos<br />

2b<br />

<br />

<br />

cos<br />

2 2<br />

2 2<br />

1 a 2b<br />

1<br />

a 2b<br />

tan<br />

1a<br />

<br />

<br />

2<br />

<br />

l cos<br />

b<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Rozwiązanie<br />

Ostatecznie:<br />

a<br />

a<br />

Bx<br />

By<br />

a<br />

a<br />

<br />

B<br />

<br />

B<br />

<br />

b<br />

2<br />

2<br />

<br />

b<br />

2<br />

<br />

2<br />

1<br />

<br />

2<br />

1<br />

a<br />

<br />

a<br />

b<br />

b a<br />

2<br />

bc<br />

<br />

2<br />

a<br />

1<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Przykład 7<br />

Wierzchołki A i B trójkąta równobocznego posiadają przyspieszenia a A<br />

oraz a B<br />

skierowane wzdłuż jego boków jak na rysunku. Wyznaczyć przyspieszenie<br />

wierzchołka C.<br />

C<br />

a <br />

A<br />

A<br />

a <br />

B<br />

B<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key


Rozwiązanie<br />

<br />

y<br />

<br />

a<br />

A / B<br />

A<br />

a<br />

a<br />

a<br />

Cx<br />

Cy<br />

Cx<br />

a<br />

<br />

x<br />

a <br />

A<br />

a <br />

B<br />

<br />

<br />

a<br />

A / B<br />

C<br />

<br />

C<br />

l<br />

=60 o<br />

<br />

<br />

a <br />

a C / B<br />

l<br />

<br />

<br />

a<br />

C / B<br />

a <br />

B<br />

<br />

a<br />

C<br />

aB<br />

aC<br />

/ B<br />

aC<br />

/ B<br />

<br />

C<br />

<br />

<br />

2<br />

/ B<br />

l aC<br />

/ B<br />

l<br />

2<br />

a<br />

<br />

B<br />

l sin<br />

l cos<br />

2 <br />

l cos<br />

l sin<br />

<br />

<br />

a<br />

A<br />

1<br />

a<br />

2<br />

B<br />

a<br />

Cy<br />

<br />

l<br />

3<br />

a<br />

2<br />

B<br />

<br />

B<br />

a<br />

a<br />

A<br />

A<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

a<br />

A<br />

aB<br />

aA<br />

/ B<br />

aA<br />

/ B<br />

a<br />

<br />

A<br />

wektor<br />

a B<br />

a<br />

A / B<br />

<br />

<br />

a<br />

A / B<br />

a <br />

<br />

A<br />

<br />

a<br />

C / B<br />

<br />

<br />

a<br />

C / B<br />

a <br />

C<br />

sin<br />

l<br />

2<br />

/ B<br />

l aA<br />

/ B<br />

l<br />

i <br />

cos<br />

a<br />

B<br />

aA<br />

<br />

j <br />

aB<br />

0<br />

0 l<br />

2<br />

l 0<br />

cos<br />

l sin<br />

aCx<br />

2<br />

l<br />

<br />

<br />

a A<br />

sin<br />

l cos<br />

2 l cos <br />

2 l sin <br />

aCy<br />

2 1<br />

l aA<br />

a<br />

2<br />

3<br />

l aA<br />

2<br />

B<br />

Click here to get your free novaPDF Lite registration key

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!