1. Определить скорость точки
в момент, соответствующий
,
, стержень
вращается с угловой скоростью
относительно оси
, перпендикулярной плоскости рисунка, в которой происходит движение всех стержней.
2.
В кривошипно-ползунном механизме кривошип
длиной
вращается с угловой скоростью
. Длина шатуна
равна
. При заданном угле
определить: 1) скорость ползуна
; 2) положение точки
шатуна
, имеющей наименьшую скорость; 3) угловую скорость
шатуна.
3. Стержень длиной
совершает плоское движение. Найти ускорение точки
, если ускорение точки
равно
, угловая скорость стержня
, угловое ускорение
.
4. Колесо катится по прямолинейному рельсу так, что скорость
его центра постоянна. Определить ускорение точки
обода колеса.
5. Прямоугольник
со сторонами
,
совершает плоское движение. В данный момент ускорения
. Определить ускорение точки
, а также мгновенные угловые скорость и ускорение прямоугольника.
Занятие № 10
Моменты инерции
1. Вычислить момент инерции однородной равносторонней треугольной пластины массой , со стороной
относительно оси
, проходящей через ее вершину параллельно основанию.
2. Вычислить радиус инерции сплошного однородного цилиндра относительно оси
, перпендикулярной его оси и отстоящей на расстоянии
от центра масс
. Радиус цилиндра
, высота
.
3. Найти главные моменты инерции однородного шара с радиусом
, имеющего внутри сферическую полость с радиусом
. Масса тела
.
4. В вершинах квадрата со стороной
расположены массы
и
. Найти компоненты тензора инерции относительно: а) осей
; б) осей
.
5. Массы
и
расположены в вершинах прямоугольного треугольника с катетами
и
. Найти главные оси и главные моменты инерции системы.
Занятие № 11
Динамика твердого тела
1. Однородный стержень массой и длиной
укреплен так, что может вращаться вокруг вертикальной и горизонтальной осей, проходящих через его середину. Найти закон движения стержня.
2. Однородный полый полуцилиндр (половина цилиндрической поверхности, разрезанной вдоль плоскости симметрии) с массой
и радиусом
находится на абсолютно шероховатой горизонтальной плоскости и совершает линейные плоскопараллельные колебаний. Найти закон движения и период малых колебаний.
3. Найти частоту линейных колебаний неоднородного тонкого стержня с массой и длиной
, концы которого скользят по расположенному в вертикальной плоскости гладкому обручу с радиусом
. Плотность стержня линейно зависит от расстояния до одного из его концов.
4. Однородный диск массой скатывается без скольжения по наклонной плоскости с углом
. Найти функцию Лагранжа, закон движения диска и реакцию плоскости.
5. Цилиндрическая тонкостенная бочка массой , заполненная невязкой жидкостью массой
, скатывается с наклонной плоскости с углом
. Найти закон движения и силу трения покоя. Проскальзыванием и моментами инерции днищ бочки пренебречь.
Занятие № 12
Уравнения Гамильтона
1. Две частицы с массами
и
соединены легким стержнем длиной
и перемешаются по гладким сторонам неподвижного прямого угла, расположенного в вертикальной плоскости. Найти гамильтониан системы и канонические уравнения движения.
2. Два шарика с массами и
соединенные легкой пружиной с жесткостью
и длиной
в ненапряженном состоянии, движутся по гладкой горизонтальной прямой, проходящей через центры шариков. Найти гамильтониан системы и канонические уравнения движения.
3. Найти канонические уравнения движения частицы с массой в однородном поле тяжести по гладкой поверхности кругового конуса с углом раствора
и вертикальной осью симметрии. Раствор конуса направлен вверх.
4. Найти канонические уравнения движения частицы с массой в однородном поле тяжести по гладкой сфере с радиусом
.
5. Найти канонические уравнения движения частицы с массой , в однородном поле тяжести, по гладкой плоскости с углом наклона
к горизонту.
Занятие № 13