1. Pojęcie dyskretnego układu mechanicznego:
a) dany jest pewien zbiór n punktów materialnych [mi,ri-] (i=1,2,…,n) zanurzonych w przestrzeni trójwymiarowej
b) istnieje zbiór więzów ograniczających ruch układu w postaci pewnej liczby k równań więzów ogólnej postaci: galfa(ry—,Vy, t)=0 (alfa=1,2,…,k)
c) na każdy i-ty punkt układu działa pewna wypadkowa sił aktywnych Pi- ogólnej postaci: Pi-= Pi-( ry—, Vy, t) (i=1,2,…,n). Parametr y może przyjmować wszystkie wartości od y=1 do y=n, ry—-wektor wodzący, Vy – prędkość, t – czas.
Więzy | niestacjonarne | Stacjonarne | |
---|---|---|---|
Różniczkowe (kinematyczne) | galfa=(ri—, ri—* , t)=0 | galfa=(ri—, ri—*)=0 | anholonomiczne |
Skończone (geometryczne) | galfa=(ri—, t)=0 | galfa=(ri—)=0 | holonomiczne |
reonomiczne | skleronomiczne | układy |
2. Przemieszczenie możliwe i wirtualne (przygotowane):
Układ skrępowany k≤3 więzami niezależnych postaci: galfa=(ry—, t)=0 alfa=1,2,…,k
@ $\frac{dg_{\propto}}{\text{dt}} = \sum_{y = 1}^{n}{\frac{\partial g_{\propto}}{\partial r_{y}^{-}}*r^{- *} +}\frac{\partial g_{\propto}}{\partial t} = 0$ tych równań jest k
Dla ustalonej chwili t mamy ustalone r1-, r2-,…,rn (tzw. konfiguracja układu). Współczynniki tych równań mogą zależeć tylko od (ri—, t). Jeśli k=3 dało by się z równania @ wyznaczyć dla każdej chwili położenia ri—(i=1,2,…,n) – prędkości ri—*. Na ogół jest r<3 – równań zbyt mało ->rozwiązań zbyt wiele. Te układy prędkości[ $\begin{matrix} r_{i}* \\ \ldots.. \\ r_{n} - * \\ \end{matrix}$], które spełniają @będziemy nazywać układem prędkości możliwych. Prędkości możliwe to prędkości dopuszczalne przez więzy. (slajd z wykładu 3 imag0473 sam dol przepisac i zostawic miejsce)
3. Ogólne równanie dynamiki – Zasada d’Alemberta
$$\sum_{}^{}{{\lbrack P}_{i}^{-} + ( - m_{i}*a_{i}^{-})\rbrack}\partial^{-}*r_{i}^{-} = P_{1}^{-}*\partial r_{1}^{-} + B_{1}*\partial r_{1}^{-} + P_{2}^{-}*\partial r_{2}^{-} + B_{2}*\partial r_{2}^{-} = 0$$
−m1gsin ∝ *ds − m1ads + m2gds − m2ads = 0
[−m1gsin∝+m2g−m1a−m2a]ds = 0
$$a = \frac{m_{2}g - m_{1}gsin \propto}{m_{1} + m_{2}}$$
4. Współrzędne i siły uogólnione
mi{ri-}, i=1,2,…,n galfa= (ri, t)=0 alfa=1,2,…,k s=3n-k , s – liczba stopni swobodnych. Do opisu ruchu układu nie jest konieczne podanie 3n równań parametrycznych. x1=x1(t),…. z1=zn(t)
Siła uogólniona dla sił bezwładności: $G_{\nu}^{B} = \sum_{i = 1}^{n}B_{i}*\frac{\partial r_{i}^{-}}{\partial g_{\nu}} = - \sum_{}^{}m_{i}a_{i}^{-}*\frac{\partial r_{i}^{-}}{\partial g_{\nu}} = - \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}(x_{i}^{**}}*\frac{\partial x_{i}^{-}}{\partial g_{\nu}} + y_{i}^{**}*\frac{\partial y_{i}^{-}}{\partial g_{\nu}} + z_{i}^{**}*\frac{\partial z_{i}^{-}}{\partial g_{\nu}})$
5. Zasada krętu
1) $\frac{dk^{-}}{\text{dt}} = \sum_{}^{}{M_{i} = M^{-}}$. Moment M- ma kierunek i zwrot przyrostu krętu dk- prostopadły do płaszczyzny obu osi:ω-, ω1-. 2) M=Rd*a. Ponieważ kręt ogólny układu jest stały (ω1 – const., ω – const.) zgodnie z zasadą zachowania krętu $\sum_{}^{}{M_{i} = 0}$. Wynika stąd, że moment Mmusi być zrównoważony wewnątrz układu przez moment sił bezwładności Mż-. 3) M-+ Mż-=0. Mż- - moment żyroskopowy o module 4) Mż-=I*ωω1. Charakteryzuje to działanie żyrostatyczne szybkowirującej tarczy osadzonej na wale centrycznie i bez zboczenia przy wymuszonym obrocie jego osi geometrycznej 5) $R_{d} = \frac{M_{z}}{a} = \frac{\text{Iω}\omega_{1}}{a}$.
6. Żyroskop – zasada krętu
Przyrząd demonstrujący efekty żyroskopowe też jest nazywany żyroskopem, ma on postać krążka, który raz wprawiony w szybki ruch obrotowy zachowuje swoje pierwotne położenie osi obrotu, z niewielkimi ruchami precesyjnymi, które są uwzględniane w określaniu kierunku lub są eliminowane przez tłumienie. Warunkiem poprawnej pracy żyroskopu jest duża prędkość obrotowa i małe tarcie w łożyskach
dokonczyc ale co ??? zrobic rysunek zyroskopu slajd wyklad 6 imag0745)
7. Zderzenie proste środkowe i ukośne środkowe
Zderzenie środkowe charakteryzuje się tym, że normalna do płaszczyzny styku w punkcie styku obu ciał przechodzi przez środek masy tych ciał. (Zderzenie mimośrodowe nie spełnia tego warunku. ) Jeżeli prędkości obu tych ciał w chwili przed zderzeniem są prostopadłe do płaszczyzny styku zderzenie nazywamy prostym [1) m1v1 + m2v2 = (m1+m2)c, gdzie c – wspólna prędkość obu mas przy końcu pierwszego okresu 2) $c = \frac{m_{1}v_{1} + m_{2}v_{2}}{m_{1} + m_{2}}$ ]kierunki dowolne – uderzenie ukośne[1) m1v1 + m2v2 = m1w1 + m2w2, gdzie w1 i w2 to prędkości ciał po rozłączeniu się]. W procesie zderzenia rozróżniamy dwa charakterystyczne okresy: 1) od chwili zetknięcia się ciał, aż do chwili największego zbliżenia ich środków mas, przy równoczesnym odkształceniu się obydwu ciał. 2) od chwili oddzielenia się obu mas (założenia: pomijamy siły tarcia, siły oporu, obroty, masy są punktami).
8. Równanie Lagrange’a
1) $\left( \frac{3}{2}M_{1} + M_{2} \right)s^{**} + \left( M_{2}\text{lcosφ} \right)\varphi^{**} - M_{2}\varphi^{*2}lsin\varphi + \left( c_{1} + c_{2} \right)s = 0$ 2)(M2lcosφ)s** + (M2l)φ** + (M2gl)sinφ = 0 3) cosφ ≅ 1 sinφ ≅ φ 4) $\left( \frac{3}{2}M_{1} + M_{2} \right)s^{**} + \left( M_{2}l \right)\varphi^{**} + M_{2}l\varphi^{2}\varphi + \left( c_{1} + c_{2} \right)s = 0$ 5) (M2l)s** + (M2l2)φ** + (M2gl)φ = 0 Dla małych drgań człon φ2φ jest małą wyższego rzędu i może być pominięty: 6) $\left( \frac{3}{2}M_{1} + M_{2} \right)s^{**} + \left( M_{2}l \right)\varphi^{**} + \left( c_{1} + c_{2} \right)s = 0$ 7) (M2l)s** + (M2l2)φ** + (M2gl)φ = 0
10. Równanie Lagrange’a II
1) ri-= ri-(q1,q2,…,qN,t) 2) $dr_{i}^{-} = \sum_{v = 1}^{n}\frac{\partial r_{i}^{-}}{\partial q_{v}}dq_{v} + \frac{\partial r_{i}^{-}}{\partial t}\text{dt}$ 3) $v_{i}^{-} = \sum_{j = 1}^{n}\frac{\partial r_{i}^{-}}{\partial q_{j}}q_{j}^{*} + \frac{\partial r_{i}^{-}}{\partial t}$ 4) $\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}^{*}} = \frac{\partial r_{i}^{-}}{\partial q_{j}}$ 5) $E = \sum_{i = 1}^{n}\frac{m_{i}v_{i}^{2}}{2} = \frac{1}{2}\sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}v_{i}}$ 6) E=E(q1,q2,…,qN,q1*,q2*,…,qN*,t), 7) $\frac{\partial E}{\partial q_{j}} = \frac{1}{2}\left( \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}^{-}}\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}} + \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}^{-}}\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}} \right) = \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}^{-}}\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}}$ 8) $\frac{\partial E}{\partial q_{j}^{*}} = \frac{1}{2}\left( \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}^{-}}\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}^{*}} + \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}^{-}}\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}^{*}} \right) = \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}^{-}}\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}^{*}} = \sum_{i = 1}^{n}{m_{i}v_{i}^{-}}\frac{\partial v_{i}^{-}}{\partial q_{j}}$
9. Założenia metody ekstremalnej analizy modalnej
1) spełnienie zasady super pozycji przez badany układ fizyczny, tj. jeśli pobudzenia ( sygnały wejściowe) pi(t) dają reakcję xi(t) (dla i=1,2,…,n) układu, to pobudzenie sumaryczne $p_{i}\left( t \right) = \sum_{i = 1}^{n}{a_{i}p_{i}(t)}$ wymusza reakcję w postaci $x_{i}\left( t \right) = \sum_{i = 1}^{n}{a_{i}x_{i}(t)}$. 2) spełnienie zasady niezmienniczości w czasie tj. jeśli pobudzenie p(t) wymusza reakcje x(t) układu, to pobudzenie p(t+t0) daje reakcję x(t+t0) dla dowolnego przesunięcia czasu t0
Popraw r żeby kreska i koleczko było nad jak drukniesz