Теоретическая механика

Тихоокеанский государственный университет

Государственный комитет СССР по народному образованию
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
Методические указания и контрольные задания
для студентов-заочников
машиностроительных, строительных,
транспортных, приборостроительных специальностей
высших учебных заведений
Издание четвертое
Под редакцией проф. С.М. Тарга
Москва Высшая школа 1989

Стоимость решения задач по Таргу 90 руб. за задачу в электронном виде, оформление в Word.
Вариант задания выбирается по двум последним цифрам студенческого шифра. Предпоследняя цифра - номер рисунка, последняя - номер варианта.
Предоставляем подробные решения задач по следующим разделам:

Кинематика

Задача К1
Задача К1а.
Точка В движется в плоскости xy (рис. К1.0 — К 1.9, табл. К1; траектория точки на рисунках показана условно). Закон движения точки задан уравнениями: x = f₁(t), y = f₂(t), где x и y выражены в сантиметрах, t — в секундах. Найти уравнение траектории точки; для момента времени t₁ = 1 с определить скорость и ускорение точки, а также ее касательное и нормальное ускорения и радиус кривизны в соответствующей точке траектории. Зависимость x = f₁(t) указана непосредственно на рисунках, а зависимость y = f₂(t) дана в табл. Kl (для рис. 0—2 в столбце 2, для рис. 3—6 в столбце 3, для рис. 7—9 в столбце 4). Как и в задачах С1 — С4, номер рисунка выбирается по предпоследней цифре шифра, а номер условия в табл. К1 — по последней.
Задача К1б.
Точка движется по дуге окружности радиуса R = 2 м по закону s = f(t), заданному в табл. К1 в столбце 5 (s — в метрах, t — в секундах), где s =AM — расстояние точки от некоторого начала A, измеренное вдоль дуги окружности. Определить скорость и ускорение точки в момент времени t₁ = 1 с. Изобразить на рисунке векторы v и a, считая, что точка в этот момент находится в положении M, а положительное направление отсчета s — от А к М.

Задача К2
Механизм состоит из ступенчатых колес 1—3, находящихся в зацеплении или связанных ременной передачей, зубчатой рейки 4 и груза 5, привязанного к концу нити, намотанной на одно из колес (рис. К2.0 — К2.9, табл. К2). Радиусы ступеней колес равны соответственно: у колеса 1 – r₁ = 2 см, R₁ = 4 см, у колеса 2 – r₂ = 6 см, R₂ = 8 см, у колеса 3 – r₃ — 12 см, R₃ = 16 см. На ободьях колес расположены точки A, В и С. В столбце «Дано» таблицы указан закон движения или закон изменения скорости ведущего звена механизма, где φ₁(t) — закон вращения колеса 1, s₂(f) — закон движения рейки 4, ω₂(t) — закон изменения угловой скорости колеса 2, v₅(t) — закон изменения скорости груза 5 и т. д. (везде φ выражено в радианах, s — в сантиметрах, t — в секундах). Положительное направление для φ и ω против хода часовой стрелки, для s₄, s₅ и v₄, v₅ — вниз. Определить в момент времени t₁ = 2 с указанные в таблице в столбцах «Найти» скорости (v — линейные, ω — угловые) и ускорения (а — линейные, ε — угловые) соответствующих точек или тел (v₅ — скорость груза 5 и т. д.).

Задача К3
Плоский механизм состоит из стержней 1, 2, 3, 4 и ползуна В или Е (рис. КЗ.0 — К3.7) или из стержней 1, 2, 3 и ползунов В и E (рис. К3.8, К3.9), соединенных друг с другом и с неподвижными опорами O₁, O₂ шарнирами; точка D находится в середине стержня АВ. Длины стержней равны соответственно l₁ = 0,4 м, l₂ = 1,2 м, l₃ = 1,4 м, l₄ = 0,6 м. Положение механизма определяется углами α, β, γ, φ, θ. Значения этих углов и других заданных величин указаны в табл. КЗа (для рис. 0—4) или в табл. КЗб (для рис. 5—9); при этом в табл. КЗа ω₁ и ω₄ — величины постоянные. Определить величины, указанные в таблицах в столбцах «Найти». Дуговые стрелки на рисунках показывают, как при построении чертежа механизма должны откладываться соответствующие углы: по ходу или против хода часовой стрелки (например, угол γ на рис. 8 следует отложить от DB по ходу часовой стрелки, а на рис. 9 — против хода часовой стрелки и т. д.). Построение чертежа начинать со стержня, направление которого определяется углом ϕ; ползун с направляющими для большей наглядности изобразить так, как в примере КЗ (см. рис. КЗб). Заданные угловую скорость и угловое ускорение считать направ¬ленными против часовой стрелки, а заданные скорость vB и ускорение аB — от точки В к b (на рис. 5—9).

Задача К4
Прямоугольная пластина (рис. К4.0 — К4.4) или круглая пластина радиуса R = 60 см (рис. К4.5 — К4.9) вращается вокруг неподвижной оси по закону ϕ = f₁(t), заданному в табл. К4. Положительное направление отсчета угла ϕ показано на рисунках дуговой стрелкой. На рис. 0, 1, 2, 5, 6 ось вращения перпендикулярна плоскости пластины и проходит через точку О (пластина вращается в своей плоскости); на рис. 3, 4, 7, 8, 9 ось вращения OO₁ лежит в плоскости пластины (пластина вращается в пространстве). По пластине вдоль прямой BD (рис. 0—4) или по окружности радиуса R (рис. 5—9) движется точка М; закон ее относительного движения, т. е. зависимость s = AM = f₂(t) (s выражено в сантиметрах, t — в секундах), задан в таблице отдельно для рис. 0—4 и для рис. 5—9; там же даны размеры b и l. На рисунках точка М показана в положении, при котором s = АМ>0 (при s<0 точка М находится по другую сторону от точки А). Найти абсолютную скорость и абсолютное ускорение точки М в момент времени t₁ = 1 с.