Задачи на тему Смешанные задачи по динамике мат. точки

Предмет Теоретическая механика
Из пособия Решебник Мещерский

43.1 Однородная тяжелая балка AB длины 2l при закрепленных концах находится в горизонтальном положении. В некоторый момент конец A освобождается, и балка начинает падать, вращаясь вокруг горизонтальной оси, проходящей через конец B; в момент, когда балка становится вертикальной, освобождается и конец B. Определить в последующем движении балки траекторию ее центра масс и угловую скорость ω.
РЕШЕНИЕ

43.2 Тяжелый однородный стержень длины l подвешен своим верхним концом на горизонтальной оси O. Стержню, находившемуся в вертикальном положении, была сообщена угловая скорость ω0=3√(g/l). Совершив полоборота, он отделяется от оси O. Определить в последующем движении стержня траекторию его центра масс и угловую скорость вращения ω.
РЕШЕНИЕ

43.3 Два однородных круглых цилиндра A и B, массы которых соответственно равны M1 и M2, а радиусы оснований r1 и r2, обмотаны двумя гибкими нитями, завитки которых расположены симметрично относительно средних плоскостей, параллельных основаниям цилиндров; оси цилиндров горизонтальны, причем образующие их перпендикулярны линиям наибольших скатов. Ось цилиндра A неподвижна; цилиндр B падает из состояния покоя под действием силы тяжести. Определить в момент t после начала движения, предполагая, что в этот момент нити еще остаются намотанными на оба цилиндра: 1) угловые скорости ω1 и ω2 цилиндров, 2) пройденный центром масс цилиндра B путь s и 3) натяжение T нитей.
РЕШЕНИЕ

43.4 Однородный стержень AB длины a поставлен в вертикальной плоскости под углом φ0 к горизонту так, что концом A он опирается на гладкую вертикальную стену, а концом B на гладкий горизонтальный пол; затем стержню предоставлено падать без начальной скорости. 1) Определить угловую скорость и угловое ускорение стержня. 2) Найти, какой угол φ1 будет составлять стержень с горизонтом в тот момент, когда он отойдет от стены.
РЕШЕНИЕ

43.5 Использовав условие предыдущей задачи, определить угловую скорость φ стержня и скорость нижнего его конца в момент падения стержня на пол.
РЕШЕНИЕ

43.6 Тонкая однородная доска ABCD прямоугольной формы прислонена к вертикальной стене и опирается на два гвоздя E и F без головок; расстояние AD равно FE. В некоторый момент доска начинает падать с ничтожно малой начальной угловой скоростью, вращаясь вокруг прямой AD. Исключая возможность скольжения доски вдоль гвоздей, определить угол α1= BAB1, при котором горизонтальная составляющая реакции изменяет направление, и угол α2 в момент отрыва доски от гвоздей.
РЕШЕНИЕ

43.7 Два диска вращаются вокруг одной и той же оси с угловыми скоростями ω1 и ω2; моменты инерции дисков относительно этой оси равны J1 и J2. Определить потерю кинетической энергии в случае, когда оба диска будут внезапно соединены фрикционной муфтой. Массой ее пренебречь.
РЕШЕНИЕ

43.8 Тело A вращается без трения относительно оси OO с угловой скоростью ωA. В теле A на оси O1O 1 помещен ротор B, вращающийся в ту же сторону с относительной скоростью ωB. Оси OO и O1O 1 расположены на одной прямой. Моменты инерции тела A и ротора B относительно этой прямой равны JA и JB. Пренебрегая потерями, определить работу, которую должен совершить мотор, установленный в теле A, для сообщения ротору B такой угловой скорости, при которой тело A остановится.
РЕШЕНИЕ

43.9 На шкив, вращающийся без сопротивления вокруг горизонтальной оси O с угловой скоростью ω0, накинули ремень с двумя грузами на концах. Шкив однородный диск массы m и радиуса r, масса каждого из грузов M=2m. Считая начальные скорости грузов равными нулю, определить, с какой скоростью они будут двигаться после того, как скольжение ремня о шкив прекратится. Найти также работу сил трения ремня о шкив.
РЕШЕНИЕ

43.10 Твердое тело массы M качается вокруг горизонтальной оси O, перпендикулярной плоскости рисунка. Расстояние от оси подвеса до центра масс C равно a; радиус инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс перпендикулярно плоскости рисунка, равен ρ. В начальный момент тело было отклонено из положения равновесия на угол φ0 и отпущено без начальной скорости. Определить две составляющие реакции оси R и N, расположенные вдоль направления, проходящего через точку подвеса и центр масс тела, и перпендикулярно ему. Выразить их в зависимости от угла φ отклонения тела от вертикали.
РЕШЕНИЕ

43.11 Тяжелый однородный цилиндр, получив ничтожно малую начальную скорость, скатывается без скольжения с горизонтальной площадки AB, край которой B заострен и параллелен образующей цилиндра. Радиус основания цилиндра r. В момент отделения цилиндра от площадки плоскость, проходящая через ось цилиндра и край B, отклонена от вертикального положения на некоторый угол CBC1=α. Определить угловую скорость цилиндра в момент отделения его от площадки, а также угол α. Трением качения и сопротивлением воздуха пренебречь.
РЕШЕНИЕ

43.12 Автомашина для шлифовки льда движется прямолинейно по горизонтальной плоскости катка. Положение центра масс C указано на рисунке к задаче 38.12. В момент выключения мотора машина имела скорость v. Найти путь, пройденный машиной до остановки, если fк коэффициент трения качения между колесами автомашины и льдом, а f коэффициент трения скольжения между шлифующей кромкой A и льдом. Массой колес радиуса r, катящихся без скольжения, пренебречь.
РЕШЕНИЕ

43.13 На боковой поверхности круглого цилиндра с вертикальной осью, вокруг которой он может вращаться без трения, вырезан гладкий винтовой желоб с углом подъема α. В начальный момент цилиндр находится в покое; в желоб опускают тяжелый шарик; он падает по желобу без начальной скорости и заставляет цилиндр вращаться. Дано: масса цилиндра M, радиус его R, масса шарика m; расстояние от шарика до оси считаем равным R и момент инерции цилиндра равным MR2/2. Определить угловую скорость ω, которую цилиндр будет иметь в тот момент, когда шарик опустится на высоту h.
РЕШЕНИЕ