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一級(jí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的常見(jiàn)類型

發(fā)布時(shí)間:2010-01-14 共1頁(yè)

  1.已知點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程求點(diǎn)的速度、加速度和軌跡等。這類問(wèn)題的關(guān)鍵是如何正確建立點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程。為此,首先要選擇適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,并把動(dòng)點(diǎn)置于一般位置。為了避免符號(hào)上的差錯(cuò),一般將動(dòng)點(diǎn)放在直角坐標(biāo)的第一象限或弧坐標(biāo)的正向。其次,根據(jù)約束的幾何條件(包括不變的繩長(zhǎng)、機(jī)構(gòu)裝配的幾何關(guān)系等),并運(yùn)用幾何學(xué)的知識(shí)建立動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程。最后,對(duì)動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程作求導(dǎo)運(yùn)算,即可得點(diǎn)的速度、加速度,并利用有關(guān)公式可解得曲率半徑和其他未知量。

  2.已知?jiǎng)狱c(diǎn)的加速度求動(dòng)點(diǎn)的速度和運(yùn)動(dòng)方程等。這類問(wèn)題的基本||運(yùn)算方法是積分,其積分常數(shù)由運(yùn)動(dòng)的初始條件(即t=t0時(shí),動(dòng)點(diǎn)的位置和速度)確定。

  為便于進(jìn)行定積分運(yùn)算,有時(shí)要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變量置換。即把a(bǔ)用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)數(shù)形式來(lái)表示,使微分方程僅包含兩個(gè)變量,并可分別分離在微分方程等式的兩邊,逐次積分,即可得動(dòng)點(diǎn)的速度和運(yùn)動(dòng)方程。現(xiàn)以動(dòng)點(diǎn)沿I軸的直線運(yùn)動(dòng)為例,將加速度方程的變量分離方法列于表4—2—4中。 

  由表4—2—4可知,將速度寫(xiě)成 =dx/dt,并代人速度方程,再積分一次就可得到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)方程x=f(t)。

  3.各種描述方法相結(jié)合的綜合問(wèn)題。對(duì)于這類問(wèn)題,要求能靈活而熟練地運(yùn)用各種描述方法所給出的關(guān)系式。

  如已知直角坐標(biāo)法描述的點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程(包括軌跡方程),求點(diǎn)沿軌跡的運(yùn)動(dòng)方程、切向加速度、法向加速度和曲率半徑p等。現(xiàn)以點(diǎn)的平面曲線運(yùn)動(dòng)為例,圖示這一問(wèn)題的求解途徑(圖4-2—2)。圖中虛、實(shí)線分別圖示了某些物理量的兩種求解方法。

  在實(shí)際問(wèn)題中,點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題的類型頗多,讀者應(yīng)根據(jù)具體情況靈活應(yīng)用上述各表所示的各種關(guān)系式進(jìn)行解算。  

  

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