理论力学复习总结(重点知识点)
理论力学 期末复习知识点

第一章静力学公理与物体的受力分析§1.1 静力学公理✧公理1 二力平衡公理(条件)作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的充分必要条件是:这两个力大小相等,方向相反,且在同一直线上。
✧公理2 加减平衡力系原理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系,不改变原力系对刚体的作用。
(效应不变)✧公理3 力的平行四边形法则作用在物体上的同一点的两个力,可以合成为一个合力。
合力作用点也是该点,合力的大小和方向,由这两个力为边构成的平行四边形的对角线确定。
✧公理4 作用和反作用定律作用力与反作用力总是同时存在,两力的大小相等、方向相反、沿着同一直线,分别作用在两个相互作用的物体上。
✧公理5 刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡,如将此变形体刚化为刚体,其平衡状态保持不变。
✓推论1 力的可传性作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到刚体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用。
✓推理2 三力平衡汇交定理作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三力必在同一平面内,且第三力的作用线通过汇交点。
§1.2 约束和约束力一、约束的概念•自由体:位移不受限制的物体。
•非自由体:位移受限制的物体。
•约束:对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。
二、约束反力(约束力)•约束力:约束对物体作用的力。
•在静力学中,约束力和物体受到的其它已知力(主动力)组成平衡力系,可用平衡条件求出未知的约束力。
三、工程常见约束•光滑平面约束•柔索约束•光滑铰链约束•固定铰链支座•止推轴承径向轴承•平面固定端约束§1.3 物体的受力分析和受力图受力分析:确定构件受了几个外力,每个力的作用位置和方向的分析过程。
•步骤:1.取研究对象(画分离体:按原方位画出简图)。
2.画主动力:主动力照搬。
3.画约束反力:根据约束性质确定。
第二章 平面汇交力系与平面力偶系§2–1 平面汇交力系平面汇交力系:各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点的力系。
理论力学知识点总结(15篇)

理论力学知识点总结第1篇xxx体惯性力系的简化:在任意瞬时,xxx体惯性力系向其质心简化为一合力,方向与质心加速度(也就是刚体的加速度)的方向相反,大小等于刚体的质量与加速度的乘积,即。
平面运动刚体惯性力系的简化:如果刚体具有质量对称面,并且刚体在质量对称面所在的平面内运动,则刚体惯性力系向质心简化为一个力和一个力偶,这个力的作用线通过该刚体质心,大小等于刚体的质量与质心加速度的乘积,方向与质心加速度相反;这个力偶的力偶矩等于刚体对通过质心且垂直于质量对称面的轴的转动惯量与刚体角加速度的乘积,其转向与角加速度的转向相反。
即(10-3)定轴转动刚体惯性力系的简化:如果刚体具有质量对称面,并且转轴垂直于质量对称面,则刚体惯性力系向转轴与质量对称面的交点O简化为一个力和一个力偶,这个力通过O点,大小等于刚体的质量与质心加速度的乘积,方向与质心加速度的方向相反;这个力偶的力偶矩等于刚体对转轴的转动惯量与角加速度的乘积,其转向与角加速度的转向相反。
即(10-4)理论力学知识点总结第2篇定点运动刚体的动量矩。
定点运动刚体对固定点O的动量矩定义为:(12-6)其中:分别为刚体上的质量微团的矢径和速度,为刚体的角速度。
当随体参考系的三个轴为惯量主轴时,上式可表示成(12-7)(2)定点刚体的欧拉动力学方程。
应用动量矩定理可得到定点运动刚体的欧拉动力学方程(12-8)(3)陀螺近似理论。
绕质量对称轴高速旋转的定点运动刚体成为陀螺。
若陀螺绕的自旋角速度为,进动角速度为,为陀螺对质量对称轴的转动惯量,则陀螺的动力学方程为(12-9)其中是作用在陀螺上的力对O点之矩的矢量和。
理论力学知识点总结第3篇牛顿第二定律建立了在惯性参考系中,质点加速度与作用力之间的关系,即:其中:分别表示质点的质量、质点在惯性参考系中的加速度和作用在质点上的力。
将上式在直角坐标轴上投影可得到直角坐标形式的质点运动微分方程(6-2)如果已知质点的运动轨迹,则利用牛顿第二定律可得到自然坐标形式的质点运动微分方程(6-3)对于自由质点,应用质点运动微分方程通常可研究动力学的两类问题。
理论力学知识点总结

理论力学知识点总结理论力学是研究物体运动规律的一门基础物理学科,它主要研究在力的作用下物体的运动状态。
以下是理论力学的知识点总结:1. 基本概念- 力:物体间的相互作用,可以改变物体的运动状态。
- 质量:物体所含物质的多少,是物体惯性大小的量度。
- 惯性:物体保持其运动状态不变的性质。
- 运动:物体位置随时间的变化。
- 静止:物体相对于参照系位置不发生改变的状态。
2. 牛顿运动定律- 第一定律(惯性定律):物体在没有外力作用下,将保持静止或匀速直线运动。
- 第二定律(加速度定律):物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比,方向与作用力方向相同。
- 第三定律(作用与反作用定律):对于任何两个相互作用的物体,它们之间的作用力和反作用力大小相等、方向相反。
3. 功和能- 功:力在物体上做功,等于力与位移的乘积,是能量转化的量度。
- 动能:物体由于运动而具有的能量,与物体质量和速度的平方成正比。
- 势能:物体由于位置而具有的能量,与物体位置有关。
- 机械能守恒定律:在没有非保守力做功的情况下,系统的机械能(动能加势能)保持不变。
4. 动量和角动量- 动量:物体运动状态的量度,等于物体质量与速度的乘积。
- 角动量:物体绕某一点旋转运动状态的量度,等于物体质量、速度与该点到物体距离的乘积。
- 动量守恒定律:在没有外力作用的系统中,系统总动量保持不变。
- 角动量守恒定律:在没有外力矩作用的系统中,系统总角动量保持不变。
5. 刚体运动- 平动:刚体上所有点的运动状态相同,即刚体整体移动。
- 转动:刚体绕某一点或某一轴的旋转运动。
- 刚体的转动惯量:衡量刚体对转动的抵抗程度,与刚体的质量分布和旋转轴的位置有关。
6. 振动和波动- 简谐振动:物体在回复力作用下进行的周期性振动,其运动方程为正弦或余弦函数。
- 阻尼振动:在阻尼力作用下的振动,振幅随时间逐渐减小。
- 波动:能量在介质中的传播,包括横波和纵波。
7. 分析力学- 拉格朗日力学:通过拉格朗日量(动能减势能)来描述物体的运动。
理论力学快速知识点总结

理论力学快速知识点总结一、牛顿运动定律牛顿三定律是经典力学的基石,它包括三个定律:1. 牛顿第一定律:当物体处于静止或匀速直线运动时,它会保持这种状态,除非受到外力的作用。
2. 牛顿第二定律:物体的加速度与作用力成正比,且与物体的质量成反比。
它的数学表达式为F=ma,其中F表示作用力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
3. 牛顿第三定律:任何两个物体之间的相互作用力都是相等的,方向相反。
二、运动的描述在力学中,需要描述物体的运动状态。
常用的描述方法包括:1. 位移和速度:位移是指物体从一个位置到另一个位置的变化,速度是位移随时间的变化率。
速度的数学定义为v=Δx/Δt,其中Δx表示位移的变化量,Δt表示时间的变化量。
2. 加速度:加速度是速度随时间的变化率。
加速度的数学定义为a=Δv/Δt,其中Δv表示速度的变化量,Δt表示时间的变化量。
3. 动量:动量是描述物体运动状态的物理量,它与物体的质量和速度有关。
动量的数学定义为p=mv,其中p表示动量,m表示物体的质量,v表示物体的速度。
三、牛顿运动定律的应用牛顿运动定律是力学中最基本的规律,它可以应用于各种不同的情况,包括:1. 自由落体运动:自由落体是指物体只受重力作用,不受其他力的影响。
根据牛顿第二定律,自由落体的加速度为g≈9.8m/s^2。
2. 斜抛运动:斜抛运动是指物体同时具有水平和竖直方向的运动。
根据牛顿第二定律,斜抛运动可以分解为水平和竖直方向的分量运动。
3. 圆周运动:圆周运动是指物体沿着圆形轨道运动。
根据牛顿第二定律,圆周运动的向心力由向心加速度和物体质量决定。
四、能量和动量守恒定律能量和动量是物体运动的重要物理量,它们遵循守恒定律。
1. 能量守恒定律:能量守恒定律表明,在一个封闭系统中,能量的总量是不变的。
这意味着能量可以在不同形式之间转化,但总量保持不变。
2. 动量守恒定律:动量守恒定律表明,在一个封闭系统中,动量的总量是不变的。
专升本理论力学知识点归纳

专升本理论力学知识点归纳理论力学是工程学科中的一门基础课程,对于专升本的学生来说,掌握其核心知识点至关重要。
以下是理论力学的一些重要知识点归纳:一、静力学基础- 力的概念:力是物体间相互作用的一种量度。
- 力的合成与分解:通过矢量运算,将多个力合成为一个合力或将一个力分解为多个分力。
- 平衡条件:物体在受力平衡状态下,合力和合力矩均为零。
二、质点动力学- 牛顿运动定律:描述了力与物体运动状态之间的关系。
- 动量守恒定律:在没有外力作用的系统中,系统总动量保持不变。
- 动能定理:力对物体做的功等于物体动能的变化量。
三、刚体动力学- 刚体的概念:在运动过程中,各点间距离保持不变的物体。
- 转动惯量:描述刚体对旋转运动的惯性。
- 角动量守恒定律:在没有外力矩作用的系统中,系统总角动量保持不变。
四、达朗贝尔原理- 达朗贝尔原理:通过虚功原理,将动力学问题转化为静力学问题。
五、虚功原理- 虚功原理:在平衡状态下,任何微小的位移所对应的虚功之和为零。
六、拉格朗日方程- 拉格朗日方程:一种描述物体运动的微分方程,适用于保守系统。
七、哈密顿原理- 哈密顿原理:通过作用量原理,推导出物体的运动方程。
八、非惯性系中的力学- 科里奥利力和离心力:在非惯性系中出现的附加力。
九、振动基础- 简谐振动:最简单的周期性振动形式。
- 阻尼振动:考虑能量耗散的振动。
十、波的传播- 机械波:介质中能量的传播形式,包括纵波和横波。
结束语:理论力学是一门深奥且应用广泛的学科,专升本的学生需要通过不断的学习和实践,来深入理解并掌握这些知识点。
通过对理论力学的深入学习,可以为后续的专业学习和工程实践打下坚实的基础。
(完整版)理论力学复习总结(知识点)

第一篇静力学第1 章静力学公理与物体的受力分析1.1 静力学公理公理 1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。
F=-F’工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。
公理 2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系,不改变原力系对刚体的效应。
推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。
公理 3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。
推论三力平衡汇交定理:作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。
公理4作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。
公理5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它钢化成刚体,其平衡状态保持不变。
对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。
1.2 约束及其约束力1.柔性体约束2.光滑接触面约束3.光滑铰链约束第2章平面汇交力系与平面力偶系1.平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即FR=F1+F2+…..+Fn=∑F2.矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。
3.力对刚体的作用效应分为移动和转动。
力对刚体的移动效应用力失来度量;力对刚体的转动效应用力矩来度量,即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。
(Mo(F)=±Fh)4.把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶,记为(F,F’)。
理论力学教程知识点总结

理论力学教程知识点总结一、基本概念1.1 质点:质点是理论力学研究的对象之一,它是一个没有体积的点,只有质量和位置。
在质点运动的研究中,忽略了质点的大小和形状,只关心质点的位置和速度。
1.2 力:力是导致物体产生运动、变形或改变物体的运动状态的原因。
在理论力学中,力是一个基本概念,是对物体产生影响的原因。
根据牛顿第二定律,力是导致物体加速度改变的原因,与物体质量和加速度成正比。
1.3 运动:运动是物体在空间中位置随时间变化的过程。
物体的运动可以是直线运动、曲线运动或者是平面运动等。
在理论力学中,研究物体的运动规律和运动状态的改变。
1.4 动力学:动力学是研究物体运动规律的科学,包括物体的运动状态、位置、速度、加速度等方面的研究。
动力学是理论力学的核心内容之一,是理解物体运动规律和力的作用关系的基础。
1.5 动力学方程:动力学方程是描述物体运动规律的方程,根据牛顿第二定律,动力学方程描述了物体的运动状态和受到的力之间的关系。
动力学方程包括牛顿第二定律 F=ma,它表示物体受到的外力等于质量与加速度的乘积。
二、运动方程2.1 牛顿第一定律:牛顿第一定律也称为惯性定律,它指出物体在不受外力作用时,会保持静止或匀速直线运动的状态。
牛顿第一定律是动力学方程的基础,它表明物体的运动状态需要受到外力的作用才会发生改变。
2.2 牛顿第二定律:牛顿第二定律是理论力学的基本定律之一,它描述了物体受到外力作用时的运动规律。
根据这个定律,物体受到的外力等于质量与加速度的乘积,即F=ma。
物体的质量越大,相同的力引起的加速度越小;物体的质量越小,相同的力引起的加速度越大。
2.3 牛顿第三定律:牛顿第三定律也称为作用与反作用定律,它指出作用在物体上的力总有一个与之相等的反作用力。
即使两个物体之间产生相互作用的力,这两个力的大小相等,方向相反。
牛顿第三定律描述了物体之间力的作用关系,是理论力学中一个重要的定律。
2.4 弹簧力:弹簧力是一种常见的力,当物体受到弹簧的拉伸或压缩时,会产生弹簧力。
理论力学知识点总结

理论力学知识点总结理论力学是物理学中的一个重要分支,研究物体的运动规律和受力情况。
其基础在于牛顿力学,也称为经典力学。
本文将总结理论力学领域中的一些重要知识点,包括牛顿定律、动量、能量等概念。
1. 牛顿定律牛顿定律是理论力学的基石,共分为三个定律。
第一定律也称为惯性定律,描述了物体的运动状态。
它指出,任何物体都保持静止或匀速直线运动,除非有外力作用于它。
第二定律是物体的运动状态与作用在其上的力成正比的关系。
其公式为F = ma,其中F为物体所受力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
第三定律是作用力和反作用力总是成对存在的。
这些定律对于解释物体的运动行为和相互作用提供了基础。
2. 动量动量是物体运动的重要物理量,定义为物体质量与速度的乘积。
动量为矢量量,方向与速度方向一致。
动量的变化率等于作用在物体上的力。
这一关系可以表示为F = dp/dt,其中F为物体的受力,p为物体的动量,t为时间。
动量在碰撞、运动和相互作用等情况下起着重要的作用,也是守恒定律的基础之一。
3. 动能和势能动能是物体运动时具有的能量形式,定义为物体质量与速度平方的乘积的一半。
动能可以表示为K = 1/2 mv^2,其中m为物体质量,v为物体速度。
动能与物体的质量和速度平方成正比,是运动状态的指示器。
势能是与物体位置有关的能量,通常体现为引力和弹性力。
势能是因物体在某一位置而具有的能量,可以转化为动能,也可以从动能转化为势能,满足能量守恒定律。
4. 转动理论力学不仅研究物体的直线运动,还涉及到了转动的问题。
刚体的转动是指刚体绕固定轴线旋转的运动。
转动的物理量包括角位移、角速度和角加速度。
角位移表示物体绕轴线旋转的角度,角速度是单位时间内角位移的变化率,角加速度是单位时间内角速度的变化率。
转动存在着转动惯量、角动量、角动量守恒和角动量定理等重要概念。
5. 平衡在理论力学中,平衡是指物体处于静止或匀速直线运动的状态。
平衡可以分为静平衡和动平衡。
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第一篇静力学第 1 章静力学公理与物体的受力分析1.1 静力学公理公理 1 二力平衡公理:作用于刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分条件是:这两个力大小相等、方向相反且作用于同一直线上。
F=-F'工程上常遇到只受两个力作用而平衡的构件,称为二力构件或二力杆。
公理 2 加减平衡力系公理:在作用于刚体的任意力系上添加或取去任意平衡力系,不改变原力系对刚体的效应。
推论力的可传递性原理:作用于刚体上某点的力,可沿其作用线移至刚体内任意一点,而不改变该力对刚体的作用。
公理 3 力的平行四边形法则:作用于物体上某点的两个力的合力,也作用于同一点上,其大小和方向可由这两个力所组成的平行四边形的对角线来表示。
推论三力平衡汇交定理:作用于刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力的作用线汇交于一点,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过汇交点。
公理 4 作用与反作用定律:两物体间相互作用的力总是同时存在,且其大小相等、方向相反,沿着同一直线,分别作用在两个物体上。
公理 5 钢化原理:变形体在某一力系作用下平衡,若将它钢化成刚体,其平衡状态保持不变。
对处于平衡状态的变形体,总可以把它视为刚体来研究。
1.2 约束及其约束力1.柔性体约束2•光滑接触面约束3.光滑铰链约束第2章平面汇交力系与平面力偶系1. 平面汇交力系合成的结果是一个合力,合力的作用线通过各力作用线的汇交点,其大小和方向可由失多边形的封闭边来表示,即等于个力失的矢量和,即F R=F1+F2+…..+Fn=^ F2. 矢量投影定理:合矢量在某轴上的投影,等于其分矢量在同一轴上的投影的代数和。
3. 力对刚体的作用效应分为移动和转动。
力对刚体的移动效应用力失来度量;力对刚体的转动效应用力矩来度量,即力矩是度量力使刚体绕某点或某轴转动的强弱程度的物理量。
(Mo ( F) =± Fh)4. 把作用在同一物体上大小相等、方向相反、作用线不重合的两个平行力所组成的力系称为力偶,记为(F,F')。
例2-8如图2.-17 (a)所示的结构中,各构件自重忽略不计,在构件AB上作用一力偶,其力偶矩为500kN?m,求A、C两点的约束力。
解构件BC只在B、C两点受力,处于平衡状态,因此BC是二力杆,其受力如图2-17( b) 所示。
由于构件AB上有矩为M的力偶,故构件AB在铰链A、B处的一对作用力FA、FB) 构成一力偶与矩为M的力偶平衡(见图2-17 (c))。
由平面力偶系的平衡方程刀Mi=0,得-Fad+M=0500则有FA=FB ' N=471.40N由于FA、FB'为正值,可知二力的实际方向正为图2-17 ( c)所示的方向。
根据作用力与反作用力的关系,可知FC=FB '471.40N,方向如图2-17 ( b)所示。
第3章平面任意力系1. 合力矩定理:若平面任意力系可合成为一合力。
则其合力对于作用面内任意一点之矩等于力系中各力对于同一点之矩的代数和。
2. 平面任意力系平衡的充分和必要条件为:力系的主失和对于面内任意一点Q的主矩同时为零,即F R'=0,M O=0.3. 平面任意力系的平衡方程:刀Fx=0,刀Fy=O,刀Mo(F)=0.平面任意力系平衡的解析条件是,力系中所有力在作用面内任意两个直角坐标轴上投影的代数和分别等于零,各力对于作用面内任一点之矩的代数和也是等于零例3-1如图3-8 (a)所示,在长方形平板的四个角点上分别作用着四个力,其中F仁4kN , F2=2kN , F3=F4=3kN,平板上还作用着一力偶矩为M=2kN • m的力偶。
试求以上四个力及一力偶构成的力系向O点简化的结果,以及该力系的最后合成结果。
解(1)求主矢FR'建立如图3-8 (a)所示的坐标系,有F 'Rx=刀Fx= - F2cos60° +F3+F4cos30 ° =4.598kNF 'Ry=刀Fy=F1 —F2sin60 ° +F4sin30 ° =3.768kN所以,主矢为F + FRf=5.945kN主矢的方向riixcos ( F'R,i) = =0.773, / (F'R, i)=39.3 °FRycos ( F'R,j) =■=0.634,/( F'R, j) =50.7°(2)求主矩,有M0=刀M0 ( F) =M+2F2cos60 ° - 2F2+3F4Sin30 ° =2.5kN • m由于主矢和主矩都不为零,故最后的合成结果是一个合力FR,如图3-8 ( b)所示,FR=F'R,合力FR到O点的距离为d= =0.421m例3-10连续梁由AC和CE两部分在C点用铰链连接而成,梁受载荷及约束情况如图3-18 (a)所示,其中M=10kN • m, F=30kN , q=10kN/m , l=1m。
求固定端A和支座D的约束力。
解先以整体为研究对象,其受力如图3-18 (a)所示。
其上除受主动力外,还受固定端A 处的约束力Fax、Fay和矩为MA的约束力偶,支座D处的约束力FD作用。
列平衡方程有刀Fx=0, Fax- Fcos45° =0刀Fy=0, FAy- 2ql+Fsin45° +FD=0刀MA ( F) =0, MA+M —4ql 2+3FDl+4Flsin45° =0以上三个方程中包含四个未知量,需补充方程。
现选CE为研究对象,其受力如图3- ( b) 所示。
以C点为矩心,列力矩平衡方程有1刀MC ( F) =0,—ql 2+FDI+2FISin45° =0 联立求解得FAx=21.21kN , Fay=36.21kN , MA=57.43kN • m, FD= - 37.43kN第4章考虑摩擦的平衡问题1. 摩擦角:物体处于临界平衡状态时,全约束力和法线间的夹角。
tan “ m=fs2. 自锁现象:当主动力即合力Fa的方向、大小改变时,只要Fa的作用线在摩擦角内,C点总是在B点右侧,物体总是保持平衡,这种平衡现象称为摩擦自锁。
例4-3梯子AB靠在墙上,其重为W=200N,如图4-7所示。
梯长为I,梯子与水平面的夹角为0 =60°已知接触面间的摩擦因数为0.25。
今有一重650N的人沿梯上爬,问人所能达到的最高点C 到A点的距离s为多少?解整体受力如图4-7所示,设C点为人所能达到的极限位置,此时FsA=fsFNA FsB=fsFNB刀Fx=0, FNB-FsA=0刀Fy=0, FNA+FsB-W-W仁0刀MA ( F) =0, -FNBsin B -FsBIcos B +W cos 0 +W1scos B =0 联立求解得S=0.456l第5章空间力系1. 空间汇交力系平衡的必要与充分条件是:该力系的合力等于零,即F R=^ Fi=02. 空间汇交力系平衡的解析条件是:力系中各力在三条坐标轴上投影的代数和分别等于零.3. 要使刚体平衡,则主失和主矩均要为零,即空间任意力系平衡的必要和充分条件是:该力系的主失和对于任一点的主矩都等于零,即F R'=刀Fi=0,Mo=刀Mo(Fi)=04. 均质物体的重力位置完全取决于物体的几何形状,而与物体的重量无关•若物体是均质薄板,略去Zc,坐标为xc=刀Ai*xi/A,yc= 刀Ai*yi/A5. 确定物体重心的方法(1) 查表法(2) 组合法:①分割法;②负面积(体积)法(3) 实验法例5-7试求图5-21所示截面重心的位置。
解将截面看成由三部分组成:半径为10mm的半圆、50mm x 20mm的矩形、半径为5mm 的圆,最后一部分是去掉的部分,其面积应为负值。
取坐标系Oxy , x轴为对称轴,则截面重心C必在x轴上,所以yc=0.这三部分的面积和重心坐标分别为n x 1 呼4KA仁mm 2=157mm 2,x1=- ‘ =-4.246mm , y仁0A2=50 x 20mm 2=1000mm 2, x2=25mm , y2=0A3=- n x 5 2mm 2=-78.5mm 2, x3=40mm , y3=0用负面积法,可求得Alxl + A2x2 + A3x3 157 X (-4.^46) 4-1000 x 2S 4-( - 785) x 40Xc= —:门;「门= : :-";.切第二篇运动学第6章点的运动学6.2直角坐标法运动方程x=f(t) y=g(t) z=h(t) 消去t可得到轨迹方程 f (x,y,z) =0其中例题6 -1椭圆规机构如图6-4 (a)所示,曲柄oc以等角速度w绕O转动,通过连杆AB 带动滑块A、B在水平和竖直槽内运动,OC=BC=AC=L 。
求:(1)连杆上M点(AM=r ) 的运动方程;(2) M 点的速度与加速度。
解:(1)列写点的运动方程由于M点在平面内运动轨迹未知,故建立坐标系。
点M是BA杆上的一点,该杆两端分别被限制在水平和竖直方向运动。
曲柄做等角速转动,①=wt。
由这些约束条件写出M 点运动方程x=(2L-r)coswt y=rsinwt 消去t 得轨迹方程:(x/ 2L-r) 2 + ( y/x )2 =1(2 )求速度和加速度对运动方程求导,得dx/dt=-(2L-r)wsinwt dy/dt=rsinwt 再求导a1=-(2L-r)w 2 coswt a2=-rw2sinwt 由式子可知a=a1i+a2j=-w 2r6.3 自然法2•自然坐标系:b=t x n其中b为副法线n为主法线t3. 点的速度v=ds/dt 切向加速度at=dv/dt 法向加速度an=v2/p习题6-10 滑道连杆机构如图所示,曲柄OA长r,按规律0 = B'wt转动(B以rad计,t 以s 计),w 为一常量。
求滑道上C 点运动、速度及加速度方程。
解:第七章刚体的基本运动7.1刚体的平行运动:刚体平移时,其内所有各点的轨迹的形状相同。
在同一瞬时,所有各点具有相同的速度和相同的加速度。
刚体的平移问题可归结为点的运动问题。
7.2刚体的定轴转动:瞬时角速度w=lim △ 0 /△ t=d 0 /dt瞬时角加速度a=lim △ w /△ t=dw/dt=d 2 0 /dt2转动刚体内任一点速度的代数值等于该点至转轴的距离与刚体角速度的乘积a=V(a2 +b2)=R V( a 2+w2) 0 =arctan|a|/b =arctan|a |/w2转动刚体内任一点速度和加速度的大小都与该点至转轴的距离成正比。
例题7-1如图所示平行四连杆机构中,O1A=O2B=0.2m ,O1O2=AB=0.6m ,AM=0.2m ,女口O1A 按0 =15 n t的规律转动,其中$以rad计,t以s计。