理论力学计算题

以AB杆连接两相同的轮A与B,两轮均只滚动而不滑动。已知AB=0.5m,圆轮半径r=1m,在图示位置时轮A的角速度,试求杆AB及轮B的角速度。
理论力学计算题求大神帮忙

vA=ωA.r ,C是AB杆速度瞬心,ωAB= vA/0.3=ωA.r/0.3 ,

vB=ωAB/BC=(ωA.r/0.3)/√(0.5^-0.3^3)

ωB=vB/r

*题中 r=1m 有问题,没法代入数值。

追问

这是原题,估计圆轮半径应该是0.1M。。所以,按照0.1先计算吧。。谢谢了里面有个角速度是6rad/s

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第1个回答  2018-09-30
题主,圆轮半径有误。追问

这是原题,估计圆轮半径应该是0.1M。。所以,按照0.1先计算吧。。谢谢了里面有个角速度是6rad/s

追答

题主请参看楼下“200912春”的解答,灵活运用了AB杆瞬心求解。

第2个回答  2018-09-30
ω=√(8g/3R)
Jε=ΣMo(F) 其中:
转动惯量 J=mR^2/2+mR^2=(3/2)mR^2
外力对转轴o的主矩 ΣMo(F)=mgRsinθ

角加速度 ε=ΣMo(F)/ J=mgRsinθ/((3/2)mR^2)=2gsinθ/(3R)
θ=180° 时 ε=0

机械能守恒(设θ=180° 时 势能=0),有:
2mgR=(1/2)Jω^2
ω=√(8g/3R)

转动惯量(Moment of Inertia)是刚体绕轴转动时惯性(回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性)的量度,用字母I或J表示。 在经典力学中,转动惯量(又称质量惯性矩,简称惯距)通常以I 或J表示,SI 单位为 kg·m²。对于一个质点,I = mr²,其中 m 是其质量,r 是质点和转轴的垂直距离。转动惯量在旋转动力学中的角色相当于线性动力学中的质量,可形式地理解为一个物体对于旋转运动的惯性,用于建立角动量、角速度、力矩和角加速度等数个量之间的关系。
平均角加速度
转动刚体从瞬时t开始的角速度变化Δω与相应时间间隔Δt的比值称为平均角加速度,即α=Δω / Δt。

瞬时角加速度
若Δt→0,则这一比值就称为在瞬时t刚体转动的角加速度,又称瞬时角加速度,记为ε,即ε= lim εm)(Δt→0=Δω/Δt=dω/dt).
当作用于物体的力矩 是常数时,角加速度也会是常数.在这个等角加速度的特别状况里,此运动方程式会算出一个决定性的,单值的角加速度.
当作用於物体的力矩 不是常数时,物体的角加速度会随时间而变.这方程式成为一个微分方程式.这微分方程式是此物体的运动方程式;它可以完全的描述此物体的运动.

计算公式
角加速度
α=Δω / Δt
单位:弧度/秒^2; (rad/s^2;)
重力势能为与物体位置相关的能量,重力势能具有相对性。表达式为 Ep=mgh 其中,m为质量,单位千克;g为重力常数,9.8N/kg;h为高度,物体相对于势能参照面的高度(具有相对性,势能参考面选择不同,则h不同),单位米。需要注意的是,h的数值具有相对性,但是对于一个运动过程来说,初始位置和最终位置的Δh是代数值,没有相对性。

弹性势能为
(胡克定律的表达式为f=kx,其中k是劲度系数,x是物体的形变量。在国际单位制中,f的单位是牛,x的单位是米,它是形变量(弹性形变),k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时的弹力)
动能为
1)系统的初、末状态机械能守恒
2)系统的动能增加量等于势能减少量
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