理论力学复习题 下载本文

(1)分析运动

OA杆:定轴转动,转动角速度??杆作平面运动

(2)根据速度投影定理vA?vBcos60 由此得出筛子平动的速度为vB?

27、

?2?n2???40??4.189(rad/s)BC杆:平动,AB6060lOA?0.3?4.189vA???2.513(m/s) 0.50.5cos60?解:(1)分析运动

杆OA,杆OD作定轴转动,杆AB作瞬时平动(vA//vB),滑块B和E及杆BE作平动,杆DE作平面运动。

(2)因为杆AB作瞬时平动,滑块B和E及杆BE作平动,所以vA?vB?vE?OA??0?1.20 m/ s 由于vD?OD,平面运动杆DE的速度瞬心应在vD、vE的垂线的交点C。 由几何关系

OE?OB?EB?AB2?OA2?EB?0.12 m

lOE?lOD?0.12 m,?DEO??ODE??,

DE/23?,即??30? OE2lCE?lDE?0.123 m v1.2?DE?E? ?5.774rad/s

lCE0.123vD??DElCD?5.774?0.36?2.0786 m/s

cos???OD?vD2.0786??17.32 rad/s(逆) lOD0.12

28、 解:

(1)选火箭为研究对象,进行受力分析,画出其受力图如图所示 (2)分析运动

火箭作直线运动,其运动方程为 y?rsin?

? ??r?sin??rcos???y?cos??rcos?????rsin???2 (1)??????yr?sin??2r

图10-2

约束条件 x?rcos??5000 m(常数)

??0,r?(2)??r?co???rtan???s?rsin???故 x ?sin??rcos???2?rsin?????0 ??????xr?cos??2r??r??2?rtan????? (3) ??r??2tan??r所以 ???0.02 rad/s,????0.003 rad/s2 由已知,r?10000 m,??60?时,???10000?3?0.02?346.4 m/s (4) 代入式(2)得 r式(4)代入(3),得

?r??23?2003?0.02?10000?(0.02)2?100003?0.003?79.96 m/s2 (5)

式(4),(5)代入(1),得

??87.7 m/s2 y ?? (3)由质点动力学方程 F?mg?m?y?)?5000(9.8?87.7)?488 kN 所以 F?m(g??y 29、

解:取浮动起重机与重物为研究对象,由于

水平方向不受外力作用即

(e)F?x?0且系统初

始静止,故水平方向质心守恒即质心的水平坐标

不变。

取坐标系O?xy如图所示,设起重杆OA与铅直线成60°角时重物的x坐标为x1, 起重机的x坐标为x2,则系统的质心坐标

xC1?m1x1?m2x2

m1?m2图11-1

当起重杆OA与铅直线成30°角时(图示位置), 设起重机沿x轴移动了?x,此时该系统的质心坐标

m1(x1??x?OA(sin60??sin30?))?m2(x2??x) xC2?m1?m2由 xC1?xC2

得: x??0.266m

故起重机位置向左移动了0.266 m。 30、

解:取车与人为质点系进行研究,因为质点系在水平方向不受外力作用,故系统在水平方向动量守恒。设以水平向右为x轴正向,跳车前人、车同速,无相对速度;人车分开时,设平台车增加的速度为?v ,则有

(m1?m2)v0?m1(v0??v)?m2(v0??v?vr) 代入数据解得

?v?m2vr70?2??0.246m/s

m1?m2500?7031、解:

121(2)LO?JO?O?ml2?O(逆)

3(1)LO?JO?O?mR2?O(顺)

(3)LO??1m3R7RvO37mR2?O?????mR?O(顺) 2R244R32

32、 解:

(1)选构件OACE为研究对象,,进行受力

FOymgD2mgFOx?d分析,画出其受力图如图所示。 (2)分析运动

刚体作定轴转动,初瞬时ω=0

令m?mOA?50kg则mEC?2m, 质心D位置:l=1m d?OD?m?0.5?2m?15n?l,aD?0

m?2m6(3)根据刚体定轴转动微分方程

e (1) JO???Mo11JO?ml2??2m?(2l)2?2ml2?3ml2,

312?Moe?mgl?2mgl 2代入(1)得

3ml2??55525g a?mgl ??l???g D?6l2636(4)由质心运动定理:

?e??MaD??F? ? (2) neMa?F??D?n得:

3m?a?D?3mg?FOy

n3m?aD??FOx

解得铰链O处的约束反力:

2511FOy?3mg?3mg?mg?449N(↑)

3612FOx?0 33、

解 车轮作平面运动,角速度为

两车轮的动能为

坦克履带AB部分动能为零,CD部分为平动,其速度为2v;园弧AD和CD部分合起来可视为一平面运动园环,环心速度为v,角速度为ω=v。履带动能为

r

则此质点系的动能为 T?T1?T2?

1(3m1?2m2)v2 2 34、

解:OB杆作定轴转动,AB杆作平面运动,P为杆的速度瞬心,可得PB=BO=l,ωAB=ωOB; 滚子A碰到鉸支座O时,PBA成一直线,AB=2l,如图(b)所示。 故AB杆质心C及点A的速度为

图13-2

在图(b)位置,两杆的动能为

由动能定理,有

解得 vA?

3[M??mgl(1?cos?)] m