何锃版理论力学部分例题及习题参考答案 下载本文

????∴ar2?ar1?ae1?ak1

[Y]:ar2?ak1?2?Vr1?2?u

而aP?ar2?2?u

3-3-2 半径为R的圆轮,以匀角速度?绕O轴顺时针转动,从而带动AB绕A轴转动,试求在图示位置时,AB杆的角速度?AB和角角加速度?AB。

解:(一)求角速度?AB 动点:圆轮中心C点

动系:AB杆

?由VC?Vr?Ve得2Vecos30??Ve??k ∴Ve?VV33? ?R ?AB?e?e?AC2R633?R 3Vr?Ve?(一)求角加速度?AB

a??ne2AB?2R??2R6

aK?2?ABVr??2R3

???由aC?ar?aen?ae?ak向y轴的投影,得

n??accos30??aecos60??aecos30??ak

?ae??2?1n3?ae??a?aCK? ?23?2?2?131?2??????R ?3?1223???18?532?R 18?ae18?532????0.74?2 2R36?AB6.17 计算下列两机构在图示位置CD杆上D点的速度和加速度。设图示瞬时水平杆AB的角速度为?,角加速度为零,AB=r,CD=3r。

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(一)套筒与AB杆连接 解:动点:AB上B点

1?rVe?VB?

22VD?动系:杆DC

DC3r3?Ve?Ve??r BCr2Vr?V?33VB??r,?DC?e?

r222aK?2?DCVr?32?r 2??由aB?ar?aeu?ae?aK,向aK所在轴投影,得:

??aBcos30??ae?aK,得ae?3?2r

??DC?2a??a?33?rDe??BC∴?

3?an??2?3r??2rDDC?4?2naD?(a?D)?aD??2??2r27?9212??r 164(二)套筒与AB杆刚性连接 解:动点:DC杆上C点、D点 由VC?VrC?VeC,向y投影,得

动系:AB杆

VrC?VeC?3?r

∴VrD?VrC?3?r

即VrD?3?r,而VeD???AD?3?r, 由此显然可得:VD?VrD?VeD?3?r

2??aKC?2?VrC?23?r ?22??aeC???AC?3?r由aC?arC?aeC?aKC,向y轴投影,得:

?arC?cos30??aeC?60??aKCsin30??0 arC?3?2r

∵ arD?arC,∴arD?3??R

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2??aKD?2?VrD?23?r而?

22??aeD???AD?3?r由aD?arD?aeD?aKD,得

aD?aKD?aeDsin3012???2???arD?aeD?3012?2??

??33?2?9?2?????? ??????2???2?????33?2r

6.18平面机构如图示,已知CD∥EG,B为DG杆的中心,O、A、B、C、D、E、G均为铰链,CD=EG=20cm,DG=50cm,OA=40cm,在图示位置,CD杆铅直,OA∥CD,VB?20(cm/s)水平向左,B点的加速度沿水平方向的分量(1)CD杆和OA杆的角速度。(2)B点aBX?10(cm/s2),tg??0.3。求此瞬时:

的加速度沿铅垂直方向的分量。(3)OA杆的角加速度。

解:(一)求角速度

动点OA杆上A点(或经A)动系:DG杆, ∵DG杆平动 ∴VD?VB?20 显然,Ve?VB?20,由VA?Vr?Ve 向AB轴投影,得VA?Ve?VB?20 ∴?AB?Ve20??0.5同时,显然可得:Vr?0。 OA40?DC?VD20??1 DC20解:(二)求角加速度

ae?aBX?aBY?aB

Vr2?0 ∴a?ABnr

?n?∵ar?ar?,它与AB垂直!由aA?aA?ar?ae

n?即:aA?aA?ar?aBX?aBY向y轴投影,得: naA?arcos??aBY

(1)

向x轴投影得:

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a?A?arsin??aBX

(2)

n?再由aB?aD,即aBX?aBY?aD ?aDn22向y轴投影,得:aBY?aD??DC?DC?20cm/s

a??aBX由(1)、(2)式得A?tg??0.3 naA?aBYn2即:a?A?0.3?(aA?aBY)?aBX?0.3?(0.5?40?20)?10??1

?AOa?1?A????0.025cm/s2(与假设方向相反) OA406.19 在图标机构中,已知V为常量,当O、A、D处于同一水平直线上时,

??30?,OA=AD=R,试求该瞬时AB杆的角速度?AB。

解:(一)求角速度 动点:滑块A,动系:套角C

3V 23VVVe3V??2? Vr?

2ACR/cos?4RVe?Vcos???AB解:(二)求角加速度

3V2V2aA?,aK?2?ABVr?

4RR?由aA?ar?aen?ae?aK,向aK所在轴投影,得: ?aAsin30??ae?aK

aA5V2ae??aK?

24R??AB?ae53V2?? AC8R23-3-6 小环A沿弯成两个半圆形的固定曲杆1滑动时,带动直杆2绕垂直于图面轴O转动,O与C点位于同一铅垂直线上。已知小环A沿曲杆1的运动方程为BA?s(t)30??t2(mm),设R?30?(mm),r?20?(mm),OC?40?3(mm),求当

t?1(s)时杆2的角速度?2,角加速度?2及环A相对于杆2的加速度ar。

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解:(一)求角速度?2,动点:小环A 动系:杆2

s?300?t2(mm) ??600nt s???600? s??600? 当t?1(s)时,s?300?,s???600? s?/t?1?600Va?s?

Vr?Vacos??600?

Ve?Vasin??600?400?300? 80040033???1.18rad/s 8004OA?(400)2?(4003)2?800

sin??4001? ∴??30? 8002解:(二)求角加速度?2及ar 当t?1(s)时,点A的轨迹为直线

2n??600??0,aa??s? aa?aen?ae??ar?aK ?0,aa?aa2其中ae?OA?2?800?2

322522aen?OA?2?800(?)2??

823aK?2?2Vr?2???3003??2253?2

8?2x:a?acos60?ae?aK

600??1?800?2?2253?2 2∴?2??3.63(rad/s2)

?rny: a?acos30?a?ae

3225?22242ar?acos30?a?600???3003????2742.8mm/s2

2222a?ne7.1 找出下列机构中作平面运动构件在图标瞬时的速度瞬心的位置。

7.2 下列两机构中,OA?O2B,AB?O1O2,请就所给结果作出判断(正确的括号里画“√”,错误的画“×”)

(1)?AB?0(√)

n(2)aBA?0(√)

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