Файл: Мещерский И.В. Сборник задач по теоретической механике (1975).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.06.2024

Просмотров: 1120

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

части, которая свешивается со стола. Определить промежуток времени Т, по истечении которого нить покинет стол, если известно, что в начальный момент длина свешивающейся части равна /, а начальная скорость равна нулю.

Ответ: Т = Л/ — In

I

38.19 (1059). Однородная весомая нить длиной 2а, висевшая на гладком штифте и находившаяся в покое, начинает двигаться с на-

чальной скоростью v0.

Определить скорость нити в тот момент, когда она сойдет со штифта.

Ответ: v = Yag-\-vl-

38.20 (1064). Транспортер приводится в движение из состояния покоя приводом, присоединенным к нижнему шкиву В. Привод сообщает этому шкиву постоянный вращающий момент М.

 

Определить

скорость ленты транспортера

v

в зависимости от ее

перемещения s, если вес поднимаемого груза

А

равен Р,

а шкивы В

и

С радиуса

г и весом Q каждый представляет собой

однородные

круглые цилиндры.

 

 

 

 

Лента транспортера, массой которой следует пренебречь, образует

с

горизонтом угол а. Скольжение ленты по

шкивам отсутствует.

п1 f2S {М—Pr s i n а )

Ответ-г, = j /

*\{P+Q>

'

38.21.

Горизонтальная трубка CD может свободно вращаться

вокруг

вертикальной

оси

АВ

(см. чертеж к задаче 37.56). Внутри

трубки

на

расстоянии МС — х0

от оси лежит тело М. В некоторый

момент времени трубке сообщена начальная угловая скорость и0 .

Определить скорость

v тела М относительно трубки в момент,

когда тело вылетит из трубки. Момент инерции трубки относительно оси вращения равен J, L — длина трубки; трением пренебречь. Тело считать материальной точкой массы т.

,' . У к а з а н и е . Воспользоваться ответом к задаче 37.56*

', Ответ: v = ©0 Т/-•

38.22.По горизонтальной платформе А, движущейся при отсутствии трения, перемещается тело В с постоянной относительной ско-

ростью н0 (см. чертеж к задаче 36.11). При затормаживании тела В между ним и платформой А возникают силы трения. Определить работу внутренних сил трения между телом В и платформой А от момента начала торможения до полной остановки тела В относи-

тельно платформы А, если их массы соответственно равны т и М. У к а з а н и е . Воспользоваться ответом задачи 36,11.

Ответ: Л= _ у


38.23. При пуске в ход с помощью электромотора лебедки к валу барабана А радиуса г и весом Рг приложен вращающий момент /яв р , пропорциональный углу поворота ф барабана, причем коэффициент пропорциональности равен а (см. чертеж к задаче 37.42). Определить скорость поднимаемого груза В весом Р2 в зависимости от высоты его подъема h. Барабан А считать сплошным цилиндром. Массой троса пренебречь. В начальный момент система находилась в покое.

Ответ

 

1

,/'2

 

 

 

 

 

 

 

 

Рг + 2Р,

 

 

 

 

 

 

 

 

38.24. На чертеже

изображен

подъемный

механизм лебедки. Груз

А весом

Рх

поднимается

посредством троса,

переброшенного через

блок С и навитого на барабан В ра-

 

диуса г и весом Р2 . К

барабану при-

 

ложен вращающий момент, который с

 

момента

включения

пропорционален

 

квадрату

угла

поворота

ф

барабана:'

 

твр

= ац>2, где

а — постоянный

коэф-

 

фициент. Определить

скорость груза А

 

в момент, когда

он поднимется

на вы-

 

соту

h.

Массу

барабана В

считать

к задаче 38.24.

равномерно

распределенной

по

его

 

ободу. Блок С —сплошной диск

весом Р3. Массой троса пренебречь.

В начальный

момент

система

находилась в покое.

-,

 

 

2 -. /

gh (ah2

 

 

Ответ:

v=

*'

—-—

 

 

38.25 (1062). Какую начальную скорость, параллельную линии наибольшего ската наклонной плоскости, надо сообщить оси колеса радиуса г для того, чтобы оно, катясь без скольжения, поднялось на высоту h по наклонной плоскости, образующей угол а с горизонтом? Коэффициент трения качения равен fk. Колесо считать однородным диском.

Ответ: « = -g-|/ Ч^ (1+ ctg а).

38.26. Два цилиндра одинакового веса и радиуса скатываются без скольжения по наклонной плоскости. Первый цилиндр сплошной, массу второго цилиндра можно считать равномерно распределенной по его ободу. Найти зависимость между скоростями центров тяжести цилиндров при опускании их на одну и ту же высоту. В начальный момент цилиндры находились в покое.

Ответ: vi/v1 = у 3 /2.

38.27 (1066). Эпициклический механизм, расположенный в горизонтальной плоскости, приводится в движение из состояния покоя

посредством

постоянного вращающего

момента

М, приложенного к

кривошипу

ОА. Определить угловую

скорость

кривошипа в зависи-

мости от его угла поворота, если неподвижное колесо / имеет

радиус

гь подвижное колесо // — радиус г2

и вес Р,

а кривошип

ОА —

303


вес Q. Колесо II считать однородным диском, а кривошип — однородным стержнем.

Ответ: со = — ] / ^ г щ <р.

38.28 (1067). В кулачковом механизме, расположенном в горизонтальной плоскости, эксцентрик А приводит в возвратно-поступа- тельное движение ролик В со штангой D. Пружина Е, соединенная со штангой, обеспечивает постоянный контакт ролика с эксцентриком.

К задаче 38.27.

Вес эксцентрика равен р, эксцентриситет е равен половине его радиуса; коэффициент упругости пружины равен с. При крайнем левом положении штанги пружина не напряжена. Какую угловую скорость надо сообщить эксцентрику для того, чтобы он переместил штангу D из крайнего левого в крайнее правое положение? Массой ролика, штанги и пружины пренебречь. Эксцентрик считать однородным круглым диском.

Ответ: © = 2 1 / ^ .

 

 

 

38.29

(1068). Какой

путь проедет велосипедист не вращая педаля-

ми до остановки, если в начальный момент

он двигался со

скоростью

9 км/час?

Общий вес велосипеда и велосипедиста равен

80 кГ, вес

каждого из колес равен

5 кГ, массу каждого из колес считать равно-

мерно

распределенной

по окружности радиуса 50 см. Коэффициент

трения

качения колес о

землю

равен 0,5

см.

 

Ответ: 35,6

м.

 

 

 

 

38.30

(1069).

При

посадке

на аэродром самолет имел скорость

20 м/сек. Определить путь, пройденный самолетом до остановки, если сила сопротивления воздуха приближенно равна 60 кГ, вес каждого из двух передних колес равен 100 кГ, радиус колес равен 0,5 м, вес

самолета без колес равен 1100 кГ,

коэффициент трения качения колес

о землю

1 см.

Колеса считать однородными круглыми дисками. Массой

заднего колеса и наличием тормозов пренебречь.

 

 

 

Ответ: 332,1

м.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38.31.

Груз

А

весом

Ръ

опускаясь

вниз,

при

помощи

троса,

перекинутого

через

неподвижный

блок

D, поднимает

вверх

груз В

весом Р2,

прикрепленный

к оси подвижного

блока С. Блоки С и D

считать

однородными сплошными

дисками

весом Р3

каждый. Опре-

делить скорость груза А в момент, когда он опустится на высоту h.

Массой

 

троса,

проскальзыванием

по

ободам

блоков и

силами

304


сопротивления пренебречь. В начальный

момент система находилась

в покое.

 

 

Ответ: v=2T/

2gft- 1-Р,~Р3

 

38.32. К ведущему колесу —барабану

А — снегоочистителя при-

ложен

постоянный вращающий момент М. Массу барабана А можно

считать

равномерно

распределенной по его ободу. Суммарный вес

снега D, щита В и всех прочих поступательно движущихся частей постоянен и равен Р2 . Коэффициент трения скольжения снега и щита

:о землю равен /, коэффициент трения

качения барабана о

землю равен

fk.

Вес барабана равен

Рь его радиус

г.

В

 

К задаче J8.31.

К задаче 38.32.

Определить зависимость между путем s, пройденным щитом В снегоочистителя, и модулем его скорости v, если в начальный момент система находилась в покое.

Ответ:S=K -

38.33. Скорость автомашины, движущейся по прямой горизонталь-

ной дороге,

возросла

от <0у до г>2 з а с ч е т

увеличения

мощности мо-

тора. При этом был пройден путь s. Вычислить работу,

совершенную

мотором

на

этом

перемещении автомашины, если

Рг вес каждого

из четырех

колес, Р 2 —вес

кузова,

г —радиус колес,

fk

коэффи-

циент

трения качения

колес о шоссе. Колеса, катящиеся без сколь-

жения, считать однородными сплошными дисками.

 

 

в

Кинетической

энергией

всех

деталей,

кроме колес

 

 

и кузова,

пренебречь.

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: А—

' ,

2{v\ —v\)+'-j-(4PX -f Р2 )s.

 

j)i

\E

38.34

(1071).

Стремянка

ABC с шарниром В

 

 

 

стоит

на

гладком

горизонтальном

полу,

длина

 

 

 

АВ — ВС — 21, центры тяжести находятся в середи-

'///////777?///////////

нах D и Е стержней, радиус инерции каждой

к

аадаче 38.34.

лестницы относительно оси, проходящей через

 

 

 

центр

тяжести, равен

р, расстояние

шарнира В

от

пола равно h.

В некоторый

момент

времени стремянка начинает

падать

вследствие

разрыва стяжки FO. Пренебрегая трением

в шарнире,

определить:

1) скорость точки В в момент удара

ее о пол; 2) скорость точки В

в тот

момент, когда расстояние ее от пола

будет равно „ Л.

305


Ответ: 1)

г-= 21

 

 

 

;

2) v =

I

 

16/а

— /г*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38.35 (1072). Стержень

АВ

длиной

падает,

скользя

концом А

по

гладкому

горизонтальному

полу.

В

начальный

момент

стержень

 

 

 

занимал вертикальное положение и находился в

 

 

 

покое. Определить скорость центра тяжести стерж-

 

 

 

ня в зависимости от его высоты h над полом.

 

К задаче 38.3

 

38.36 (1073). В дифференциальном вороте два

 

жестко

соединенных

вала Кх

и К2

с радиусами

гх

 

 

 

и г2

и моментами

инерции относительно оси

О1О2

соответственно

Ji

и

J

2

приводятся

во

вращение

рукояткой

 

АВ.

Подвижный блок С подвешен на

невесомой

нерастяжимой

нити,

левая ветвь которой навита на вал

Кх,

а

правая

ветвь —на

вал

К2.

При

вращении

рукоятки

АВ

левая ветвь нити сматывается

с вала

К\,

а правая ветвь наматывается на вал

К2- К рукоятке АВ

приложен

постоянный вращающий

момент М.

К блоку С подвешен груз D

весом Р. Найти угловую скорость

вращения

рукоятки

в

момент,

соответствующий

концу

подъема груза

D на высоту s. В начальный

момент система находилась

в

покое. Массами рукоятки и блока

пре-

небречь.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ: со = 2VV2gs

 

~

P

 

{'*~'lJ

 

 

 

 

 

 

 

К задаче 3836.

К задаче 38.37.

 

 

38.37 (1074). Ворот приводится в движение посредством ременной

передачи, соединяющей шкив //, сидящий на валу

ворота, со шкивом

/, сидящим на валу мотора. К шкиву

/ весом /\

и радиуса г

при-

ложен

постоянный

вращающий момент

М. Вес

шкива //

равен

Р2,

радиус

его R.

Вес

барабана ворота Р3> радиус

 

его г,

вес подни-

маемого

груза

Pt.

Ворот приводится в движение

из состояния покоя.

Найти

скорость груза Pt в

момент, когда он поднимается на высоту

h. Массами ремня,

каната

и трением

в подшипниках пренебречь.

Шкивы

и барабан

считать

однородными

круглыми цилиндрами.

обо