metoda uvolňování metoda redukce G 1 G 2

Podobné dokumenty
Obsah přednášky : Dynamika mechanismů. dynamika mechanismů - metoda uvolňování, dynamika mechanismů - metoda redukce

Dynamika mechanismů. dynamika mechanismů - metoda uvolňování, dynamika mechanismů - metoda redukce. asi 1,5 hodiny

Základní principy fyziky semestrální projekt. Studium dynamiky kladky, závaží a vozíku

Obecný rovinný pohyb. teorie současných pohybů, Coriolisovo zrychlení dynamika obecného rovinného pohybu,

Pohyb tělesa, základní typy pohybů, pohyb posuvný a rotační. Obsah přednášky : typy pohybů tělesa posuvný pohyb rotační pohyb geometrie hmot

F9 SOUSTAVA HMOTNÝCH BODŮ

Gravitační pole. a nepřímo úměrná čtverci vzdáleností r. r r

Seznámíte se s další aplikací určitého integrálu výpočtem obsahu pláště rotačního tělesa.

Teorie současných pohybů, Coriolisovo zrychlení, dynamika obecného rovinného pohybu.

Obsah dnešní přednášky : Obecný rovinný pohyb tělesa. Teorie současných pohybů, Coriolisovo zrychlení, dynamika obecného rovinného pohybu.

třecí síla (tečná vazba podložky) F normálová reakce podložky výsledná reakce podložky Podmínky rovnováhy:

Geometrické a fyzikální aplikace určitého integrálu. = b a. je v intervalu a, b záporná, je integrál rovněž záporný.

8 Dynamika soustav těles-metoda uvolňování

11. cvičení z Matematiky 2

Dráhy planet. 28. července 2015

Doplňkové kapitoly. dynamika relativního pohybu základy teorie rázu reaktivní pohyb. asi 1 hodina

GEOMETRICKÉ APLIKACE INTEGRÁLNÍHO POČTU

a polohovými vektory r k

Posouzení stability svahu

25 Měrný náboj elektronu

Dynamika tuhého tělesa. Petr Šidlof

3. Kvadratické rovnice

Hlavní body. Úvod do dynamiky. Dynamika translačních pohybů Dynamika rotačních pohybů

= b a. V případě, že funkce f(x) je v intervalu <a,b> záporná, je integrál rovněž záporný.

. Potom (2) B pro danou periodickou funkci f ( ) x se nazývá Fourierova analýza.

Napětí horninového masivu

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU

Jízdní odpory. Téma 4 KVM. Teorie vozidel 1

Dynamika tuhého tělesa

Kinematika tuhého tělesa

DOPLŇKOVÉ TEXTY BB01 PAVEL SCHAUER INTERNÍ MATERIÁL FAST VUT V BRNĚ TUHÉ TĚLESO

P2 Číselné soustavy, jejich převody a operace v čís. soustavách

Odraz na kulové ploše Duté zrcadlo

Funkce. Mgr. Jarmila Zelená. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

x + F F x F (x, f(x)).

Příklad 22 : Kapacita a rozložení intenzity elektrického pole v deskovém kondenzátoru s jednoduchým dielektrikem

Dynamika vozidla, přímá jízda, pohon a brzdění

seznámit studenty se základními typy pohybu tělesa, s kinematikou a dynamikou posuvného a rotačního pohybu

Tento text doplňuje návod k úloze Měření momentu setrvačnosti uvedený ve skriptech Úvod do fyzikálních měření. V žádném případě si neklade za cíl být

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1 Šablona: Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Posuvný a rotační pohyb tělesa.

Obecně: K dané funkci f hledáme funkci ϕ z dané množiny funkcí M, pro kterou v daných bodech x 0 < x 1 <... < x n. (δ ij... Kroneckerovo delta) (4)

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

Pohyb tělesa. rovinný pohyb : Všechny body tělesa se pohybují v navzájem rovnoběžných rovinách. prostorový pohyb. posuvný pohyb. rotační.

Souhrn základních výpočetních postupů v Excelu probíraných v AVT listopad r r. . b = A

URČITÝ INTEGRÁL. Motivace:

SMR 1. Pavel Padevět

4. cvičení z Matematiky 2

Odraz na kulové ploše

6. a 7. března Úloha 1.1. Vypočtěte obsah obrazce ohraničeného parabolou y = 1 x 2 a osou x.

Věty o logaritmech I

F5 JEDNODUCHÁ KONZERVATIVNÍ POLE

1.1.6 Měření pohybu. Předpoklady: Pomůcky: papírový šnek

Ohýbaný nosník - napětí

Gravitaˇcní pˇritahování a sráˇzka dvou tˇeles

Středová rovnice hyperboly

3.1.3 Vzájemná poloha přímek

FYZIKA I. Rovnoměrný, rovnoměrně zrychlený a nerovnoměrně zrychlený rotační pohyb

Statika soustavy těles.

METODICKÉ LISTY Z MATEMATIKY pro gymnázia a základní vzdělávání

Téma 5 Spojitý nosník

Příklad 70 Vypočet konstanty šíření (fázová konstanta, měrný útlum)

DERIVACE A INTEGRÁLY VE FYZICE

M A = M k1 + M k2 = 3M k1 = 2400 Nm. (2)

2

Pístový efekt výtahů ve stavebních objektech

SYLABUS PŘEDNÁŠKY 7 Z GEODÉZIE 1

úvod do teorie mechanismů, klasifikace mechanismů vazby, typy mechanismů,

OBECNÝ URČITÝ INTEGRÁL

Podobnosti trojúhelníků, goniometrické funkce

S t e j n o s měrné stroje Ing. Vítězslav Stýskala, Ph.D., únor 2006

Jak již bylo uvedeno v předcházející kapitole, můžeme při výpočtu určitých integrálů ze složitějších funkcí postupovat v zásadě dvěma způsoby:

Integrál a jeho aplikace Tomáš Matoušek

FYZIKA I. Mechanická energie. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

2.2.9 Grafické řešení rovnic a nerovnic

( t) ( t) ( t) Nerovnice pro polorovinu. Předpoklady: 7306

Hlavní body - magnetismus

Posluchači provedou odpovídající selekci a syntézu informací a uceleně je uvedou do teoretického základu vlastního měření.

Otáčení a posunutí. posunutí (translace) otočení (rotace) všechny body tělesa se pohybují po kružnicích okolo osy otáčení

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

Hlavní body. Keplerovy zákony Newtonův gravitační zákon. Konzervativní pole. Gravitační pole v blízkosti Země Planetární pohyby

Obsah rovinného obrazce

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Kinematika hmotného bodu. Petr Šidlof

= 2888,9 cm -1. Relativní atomové hmotnosti. leží stejný přechod pro molekulu H 37 Cl? Výsledek vyjádřete jako

DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU

Zavedení a vlastnosti reálných čísel PŘIROZENÁ, CELÁ A RACIONÁLNÍ ČÍSLA

Vícebytová celočíselná aritmetika

( ) Mechanická práce II. Předpoklady: 1501

Příklad 1 Osově namáhaný prut průběhy veličin

7.5.8 Středová rovnice elipsy

Harmonický pohyb, výchylka, rychlost a zrychlení

13. Exponenciální a logaritmická funkce

Moment síly výpočet

l, l 2, l 3, l 4, ω 21 = konst. Proved te kinematické řešení zadaného čtyřkloubového mechanismu, tj. analyticky

2. Funkční řady Studijní text. V předcházející kapitole jsme uvažovali řady, jejichž členy byla reálná čísla. Nyní se budeme zabývat studiem

5.2.4 Kolmost přímek a rovin II

cos cos φ ω Převod mechanismu Aplikovaná mechanika, 9. přednáška analytické řešení mechanismu s pravoúhlou kulisou ω, ε φ převod derivace převodu

Při výpočtu obsahu takto omezených rovinných oblastí mohou nastat následující základní případy : , osou x a přímkami. spojitá na intervalu

Transkript:

Dynik echnisů Dynik echnisů pojednává o vzthu ezi sili, působícíi n soustvu těles - echnisus, pohybe echnisu, těito sili způsobené. Seznáíe se se dvě zákldníi etodi řešení dyniky echnisů. etod uvolňování etod edukce Obě etody předstvíe n příkldech. G G

etod uvolňování I etod uvolňování spočívá v kobinci již znáých postupů ze sttiky, kinetiky, dyniky tetiky. α f G G =? Dvě těles o hotnostech jsou spojen tuhý, ohebný lne, převedený přes kldku o oentu setvčnosti I. N obě těles působí tíhové síly G G. Těleso leží n nkloněné ovině, skloněné pod úhle α, s koeficiente tření f, těleso volně visí. Učete s jký zychlení se budou obě těles pohybovt.

etod uvolňování S S S I ε Pvní koke je příspěvek ze sttiky - uvolnění soustvy těles. (Připoeňe n toto ístě že uvolňování je jeden z nejdůležitějších postupů v echnice.) Uvolnit těleso znená poyslně odstnit vzby nhdit je příslušnýi vzbovýi účinky (sili oenty), kteé vzb přenáší. T G α N S V toto přípdě uvolníe lno ezi tělese kldkou - přenáší sílu S, lno ezi kldkou tělese - přenáší sílu S. G

etod uvolňování S S α I S S ε Duhý koke je příspěvek z dyniky - sestvení pohybových ovnic jednotlivých těles -členů echnisu. V pohybových ovnicích jsou koě vnějších sil i vnitřní - vzbové síly (nebo oenty). Těleso : = S G sin α Z ovnice ovnováhy po sě kolo ke sěu pohybu vyplývá : N = cos α G T T G N A třecí síl tedy je : T = G cos α f G Pohybová ovnice těles : = S G ( sin α + f cos α)

etod uvolňování S S I S ε Duhý koke je příspěvek z dyniky - sestvení pohybových ovnic jednotlivých těles -členů echnisu. V pohybových ovnicích jsou koě vnějších sil i vnitřní - vzbové síly (nebo oenty). Těleso : = S G ( sin α + f cos α) α S Kldk : Iε = S S T G N Poznák : V pohybové ovnici by ohl figuovt ještě oent čepového tření. V toto příkldu je čepové tření znedbáno. G

etod uvolňování S S I S ε Duhý koke je příspěvek z dyniky - sestvení pohybových ovnic jednotlivých těles -členů echnisu. V pohybových ovnicích jsou koě vnějších sil i vnitřní - vzbové síly (nebo oenty). Těleso : = S G ( sin α + f cos α) α S Kldk : Iε = S S T G N Těleso : = G S G

etod uvolňování S S I S ε Duhý koke je příspěvek z dyniky - sestvení pohybových ovnic jednotlivých těles -členů echnisu. V pohybových ovnicích jsou koě vnějších sil i vnitřní - vzbové síly (nebo oenty). Těleso : = S G ( sin α + f cos α) α S Kldk : Iε = S S T G N Těleso : = G S G V soustvě tří pohybových ovnic se zdjí být čtyři neznáé : - zychlení těles, ε - úhlové zychlení kldky, S - síl v lně ezi tělese kldkou, S - síl v lně ezi kldkou tělese. Ndchází všk třetí kok.

etod uvolňování T G S S α N I S S G ε Třetí koke je příspěvek z kinetiky - vzthy ezi zychlení nebo úhlový zychlení jednotlivých těles. Tento kok ůže být veli jednoduchý, ůže všk předstvovt (zején u echnisů s poěnný převode) nejsložitějšíčást řešení. V nší úloze je příspěvek z kinetiky veli jednoduchý. Je to vzth : ε = V upvené soustvě tří pohybových ovnic : = S G I = S S ( sin α + f cos α) = G S jsou pk pávě tři neznáé : - zychlení těles, S - síl v lně ezi tělese kldkou, S - síl v lně ezi kldkou tělese.

etod uvolňování S I ε Konečněčtvtý koke je příspěvek z tetiky -řešení soustvy ovnic. Stnddní postupe pk je vyloučení vzbových sil. Tí získáe tzv. vlstní pohybovou ovnici. T G S α N S S G Npř. : Z pvní třetí pohybové ovnice vyjádříe síly v lnech S S dosdíe do duhé pohybové ovnice. = S G I = S S S S = G ( sin α + f cos α) = G S ( sin α + f α) = + G cos Vlstní pohybová ovnice pk á tv : I + + = G G cos ( sin α + f α)

etod uvolňování Postup sestvení vlstní pohybové ovnice echnisu ůžee ozdělit do čtyř koků : ) Sttik. Uvolnění jednotlivých těles -členů echnisu, zvedení vzbových silových účinků (sil /nebo oentů). ) Dynik. Sestvení pohybových ovnic jednotlivých těles. (V pohybových ovnicích figuují vzbové síly.) 3) Kinetik. Vyjádření zychlení (esp. úhlového zychlení) jednotlivých těles jko násobku zychlení jednoho zvoleného členu echnisu. 4) tetik. Vyloučení vzbových sil z pohybových ovnic. Výsledke je vlstní pohybová ovnice echnisu. Poznák k počtu stupňů volnosti echnisu : Popsný postup se týká echnisu s jední stupně volnosti. Pohyb echnisu s n stupni volnosti je popsán n nezávislýi vlstníi pohybovýi ovnicei. echnisus s n stupni volnosti je též poháněn n nezávislýi hncíi členy s n nezávislýi kinetickýi pety (ychlostí zychlení). Zychlení (esp. úhlové zychlení) kždého jednotlivého těles (viz bod 3) je pk vyjádřeno z n nezávislých zychlení n nezávislých hncích členů.

etod uvolňování Postup sestvení vlstní pohybové ovnice echnisu ůžee ozdělit do čtyř koků : ) Sttik. Uvolnění jednotlivých těles -členů echnisu, zvedení vzbových silových účinků (sil /nebo oentů). ) Dynik. Sestvení pohybových ovnic jednotlivých těles. (V pohybových ovnicích figuují vzbové síly.) 3) Kinetik. Vyjádření zychlení (esp. úhlového zychlení) jednotlivých těles jko násobku zychlení jednoho zvoleného členu echnisu. 4) tetik. Vyloučení vzbových sil z pohybových ovnic. Výsledke je vlstní pohybová ovnice echnisu. Poznák k chkteu převodu echnisu : U echnisu s konstntní převode lze zychlení (esp. úhlové zychlení) kteéhokoliv členu echnisu vyjádřit jko postý násobek zychlení (esp. úhlového zychlení) hncího členu (viz bod 3). hnný = p hncí U echnisu s poěnný převode lze zychlení (esp. úhlové zychlení) kteéhokoliv členu echnisu vyjádřit jko součet násobku zychlení násobku kvdátu ychlosti hncího členu. hnný = p hncí + q v hncí

etod uvolňování F v, e ω,ε e sin Postup deonstujee ještě jednou n příkldu včkového echnisu. Hncí člene je včk o poloěu, uložená s excenticitou e (vzdálenost středu včky od středu otce), otující s úhlovou ychlostí ω s úhlový zychlení ε. Hnný člene je zvedátko, konjící posuvný, příočý, vtný pohyb ychlostí v se zychlení. Zčít ůžee kinetický ozboe. Včkový echnisus je echnise s jední stupně volnosti, jeho poloh je dán jednou nezávislou souřdnicí (tzv. souřdnice echnisu). Z souřdnici echnisu si zvolíe úhel, učující polohu včky. Nopk souřdnice zvedátk y je souřdnicí závislou. Zdvihová závislost je : y = + e sin Deivcí zdvihové závislosti získáe řešení ychlosti : v = y& = ecos & = ωecos & = ω y = +e sin Dlší deivcí pk získáe řešení zychlení : = v& = eω & cos eω sin & ω& = ε = εecos ω e sin

etod uvolňování Dlší koke je uvolnění obou těles. ezi včkou zvedátke je obecná vzb. T přenáší (znedbáe-li tření) pouze sílu R, kolou ke společné dotykové ovině obou povchů. F e cos F v, R ω,ε e ε R

etod uvolňování Sestvíe pohybové ovnice obou těles. Včk koná otční pohyb, zvedátko posuvný pohyb. F e cos F v, R ω,ε e ε R Iε = R ecos = R F

etod uvolňování F Z obou pohybových ovnic vyloučíe vzbovou sílu R. = R F R = + F Iε = R ecos Iε = ( + F) ecos Iε + ecos = Fecos Konečně vezee v úvhu dříve odvozený vzth : = εecos ω e sin ω,ε e v, Pohybová ovnice nbude konečné podoby : ( I + e cos ) ε e sincosω = Fecos Dlšířešení se již znčně liší podle toho jkého duhu je řešená úloh. Připoeňe : Úloh. duhu - kinetosttická. Pohyb je definován, řeší se neznáé silové účinky. Úloh. duhu - dynická. Síly jsou dány, řeší se pohyb.

etod uvolňování F Pohybová ovnice : ( I + e cos ) ε e sincosω = Fecos Úloh. duhu - kinetosttická. Dáno :, ω, ε, F. Vypočtěte :. Z pohybové ovnice sndno odvodíe : ( I + e cos ) ε e sin ω = Fecos + cos ω,ε e v, Jedná se o lgebický výz, jenž lze vyčíslit, ev. převést do gfické podoby npř. v tbulkové editou. Npř. po ω=konst, ε=0 F=konst vychází následující půběh. 0 0 R [ N ] 0 0 0-0 0 [ N ] 0 9 0 8 0 7 0 3 6 0 4 5 0 5 4 0 6 3 0 7 0 [ º ]

etod uvolňování F Pohybová ovnice : ( I + e cos ) ε e sincosω = Fecos Úloh. duhu - dynická. Dáno : F,. Vypočtěte : pohyb, tedy = (t), ω=ω (t), ε=ε (t). Pohybovou ovnici upvíe n difeenciální ovnici : ( I + e cos ) && e sin cos & = Fecos ω,ε e v, Plnohodnotnéřešení je tzv. řešení v uzvřené tvu : = ( t )???????????????????? Toto řešení se ná všk nepodří nlézt (difeenciální ovnice je II. řádu, nelineání, jednoduše řečeno, znčně složitá). ůžee nlézt nueickéřešení. To v době stolní výpočetní techniky není žádný zvláštní poblé. Výsledek le neá podobu funkčního předpisu le podobu tbulky hodnot. t ω ε v R Tbulku lze sozřejě převést do gfické podoby.

etod uvolňování ω,ε e F v, Pohybová ovnice : ( I + e cos ) ε e sincosω = Fecos Úloh. duhu - dynická. Dáno : F,. Vypočtěte : pohyb, tedy = (t), ω=ω (t), ε=ε (t). Altentivnířešení spočívá v to, že ísto výzů : d d ω = ε = dt dt dω použijee výz : ε = ω d Pohybová ovnice bude ít podobu difeenciální ovnice I. ádu : dω ( I + e cos ) ω e sincosω = Fecos d Otázk jejího řešení ť už v uzvřené tvu (zde ω=ω () ) nebo řešení nueického (tbulk hodnot) všk zůstává otevřená. V kždé přípdě je výsledke závislost n poloze, nikoliv n čse.

etod edukce skutečnost náhd Ztíco etod uvolňování nepřináší žádnou novou yšlenku, je zložen pouze n vhodné kobinování pozntků ze sttiky, kinetiky, dyniky tetiky, etod edukce předstvuje novou yšlenkovou kvlitu. Podsttou etody edukce je náhd. Původní, skutečnou úlohu, úlohu dyniky soustvy těles (echnisu), nhdíe jinou úlohou, úlohou dyniky jednoho těles. Dokonce těles, konjícího jeden ze dvou nejjednodušších pohybů - posuvný nebo otční. Náhd ovše usí být nvžen tk, by řešení náhdní úlohy bylo totožné s řešení skutečné, původní úlohy. ezi skutečností náhdou tedy usí být styčné body. Jk uvidíe, tyto styčné body jsou tři.

etod edukce I, ω skutečnost edukce n posuvný pohyb náhd F ed ed 3 I, ω G Náhd : N fiktivní, ve skutečnosti neexistující těleso o tzv. edukovné hotnosti ed, pohybující se ychlostí v se zychlení, působí tzv. edukovná síl F ed. Postup jko obvykle vysvětlíe n příkldu. Skutečnost : Soustv těles je tvořen poháněcí kldkou o oentu setvčnosti I, o poloěu, otující úhlovou ychlostí ω. Dále dvojitou převáděcí kldkou o oentu setvčnosti I, o poloěech 3, otující úhlovou ychlostí ω, převáděcí kldičkou znedbtelné hotnosti konečně břeene o hotnosti, zvedný ychlostí v se zychlení. N poháněcí kldku působí oent, překonávjící tíhu břeene G.

etod edukce I, ω edukce n posuvný pohyb skutečnost náhd F ed ed 3 I, ω G Pohybová ovnice náhdní úlohy jkož i jejířešení...... bude záoveň pohybovou ovnicí řešení skutečné úlohy. (usí všk existovt ony již zíněné tři styčné body.)

etod edukce I, ω edukce n posuvný pohyb skutečnost náhd F ed ed 3 I, ω G Pvní styčný bode je kinetik : Dáh x, ychlost v zychlení náhdního, fiktivního těles jsou stejné, jko dáh x, ychlost v zychlení zvoleného skutečného těles n skutečné soustvě. Skutečnéu tělesu n skutečné soustvě, s jehož kinetickýi pety (dáhou, ychlostí zychlení) ztotožníe kinetické pety náhdního, fiktivního těles, říkáe člen edukce. Podle toho, zd člen edukce koná posuvný nebo otční pohyb, luvíe o edukci n posuvný pohyb nebo o edukci n otční pohyb.

etod edukce I, ω edukce n posuvný pohyb skutečnost náhd F ed ed 3 I, ω G Duhý styčný bode je kinetická enegie : Kinetická enegie E K náhdního, fiktivního těles usí být stejná, jko kinetická enegie E K skutečné soustvy těles. E k = I ω + I ω skutečnost + v = ed v náhd Po doplnění kinetických poěů ω = v 3 v se ychlost v vykátí zbude vzth po edukovnou hotnost ed. ω = 3

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n posuvný pohyb F ed ed 3 I, ω G Duhý styčný bode je kinetická enegie : Kinetická enegie E K náhdního, fiktivního těles usí být stejná, jko kinetická enegie E K skutečné soustvy těles. ed = + I 3 + I 3 Po doplnění kinetických poěů ω = v 3 ω = v se ychlost v vykátí zbude vzth po edukovnou hotnost ed. 3

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n posuvný pohyb F ed ed 3 I, ω G Třetí styčný bode je výkon : Výkon P edukovné síly F ed usí být stejný, jko výkon P skutečných sil oentů n skutečné soustvě těles. P = ω G v = Fed v skutečnost náhd Po doplnění kinetických poěů ω = v 3 ω = v se ychlost v vykátí zbude vzth po edukovnou sílu F ed. 3

etod edukce I, ω edukce n posuvný pohyb skutečnost náhd F ed ed 3 I, ω G Třetí styčný bode je výkon : Výkon P edukovné síly F ed usí být stejný, jko výkon P skutečných sil oentů n skutečné soustvě těles. F ed = 3 G Po doplnění kinetických poěů ω = v 3 ω = v se ychlost v vykátí zbude vzth po edukovnou sílu F ed. 3

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n posuvný pohyb F ed ed 3 I, ω G Pohybová ovnice náhdní úlohy, tedy i pohybová ovnice skutečné úlohy, pk á tv : ded ed + v = Fed dx Pvníčlen n levé stně, jkož i pvá stn, odpovídjí pohybové ovnici hotného bodu. Duhý člen n levé stně ůžee chápt jko jistou dň z podsttné zjednodušení úlohy. Je-li všk edukovná hotnost konstntní ed =konst, je její deivce podle dáhy x nulová celý duhý člen odpdá. Tto situce nstává u echnisů s konstntní převode.

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n posuvný pohyb F ed ed 3 I, ω G Pohybová ovnice echnisu s poěnný převode : ded ed + v = Fed dx Pohybová ovnice echnisu s konstntní převode ( ed =konst) : = ed F ed d ed = dx 0

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n posuvný pohyb F ed ed 3 I, ω G Pohybová ovnice echnisu s konstntní převode ( ed =konst) : + I + I 3 = 3 3 G

etod edukce skutečnost náhd Odvození pohybové ovnice echnisu etodou edukce. Záklde je vět o zěně kinetické enegie, kteá je ovn páci. zěn kinetické enegie po vyděleníčse edukce n posuvný pohyb E K = A E A K = = P t t páce výkon de nebo v difeenciální vyjádření K = P dt Zěříe se nejpve n levou, pk n pvou stnu ovnice. Kinetickou enegii vyjádříe : E = v K Zde ed je vituální ekvivlent skutečných hot, vykzující stejnou kinetickou enegii, jko skutečná soustv, v pk je ychlost členu edukce. Deivci kinetické enegie E k podle čsu je třeb vyjádřit jko deivci součinu (není žádný důvod se donívt že výz ed je konstntní - nejde o skutečnou hotnost). de dt K = d dt ed v + ed v dv dt = ed ed v + d dx ed dx dt v = ed v + d dx ed v 3 dv = dt dx = dt v

etod edukce skutečnost náhd edukce n posuvný pohyb Odvození pohybové ovnice echnisu etodou edukce. Záklde je vět o zěně kinetické enegie, kteá je ovn páci. zěn kinetické enegie po vyděleníčse E K = A E A K = = P t t páce výkon de nebo v difeenciální vyjádření K = P dt Pvou stnu ovnice, výkon, ůžee vyjádřit jko : P = F ed Zde F ed je vituální ekvivlent skutečných sil ( oentů) n skutečné soustvě. Levou pvou stnu pk lze vyjádřit jko : ded 3 ded ed v + v = ed + v v = Fed v dx dx nebo po vykácení ychlosti v : ded ed + v = Fed dx Toto je pohybová ovnice echnisu s jední stupně volnosti po řešení etodou edukce. v

etod edukce I, ω edukce n otční pohyb skutečnost náhd I ed I, 3 ω ω,ε ed G Jk již bylo zíněno, pvní styčný bode je volb členu edukce. Kinetické pety náhdní úlohy (ychlost zychlení) jsou shodné s kinetickýi pety jednoho zvoleného skutečného těles, členu skutečného echnisu. Jestliže tento zvolený člen edukce koná otční pohyb, hovoříe o edukci n otční pohyb. Náhdní úlohou je pk poyslný, fiktivní disk o tzv. edukovné oentu setvčnosti I ed, otující úhlovou ychlostí ω s úhlový zychlení ε, n nějž působí tzv. edukovný oent ed.

etod edukce I, ω edukce n otční pohyb skutečnost náhd I ed I, 3 ω ω,ε ed G V toto přípdě se nskýtjí dvě ožnosti - edukce n otční pohyb poháněcí kldky nebo edukce n otční pohyb převáděcí kldky. Čstější volb je edukce n hncíčlen. Náhdní úlohou je pk poyslný, fiktivní disk o tzv. edukovné oentu setvčnosti I ed, otující úhlovou ychlostí poháněcí kldky ω=ω s úhlový zychlení poháněcí kldky ε=ε, n nějž působí tzv. edukovný oent ed.

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I, 3 ω ω,ε ed G Duhý styčný bode je kinetická enegie : Kinetická enegie E K náhdního, fiktivního těles usí být stejná, jko kinetická enegie E K skutečné soustvy těles. E k = I ω + I ω skutečnost + v = I ed ω náhd Po doplnění kinetických poěů = ω v = ω ω 3 se úhlová ychlost ω=ω vykátí, zbude vzth po I ed.

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I, 3 ω ω,ε ed G Duhý styčný bode je kinetická enegie : Kinetická enegie E K náhdního, fiktivního těles usí být stejná, jko kinetická enegie E K skutečné soustvy těles. I ed = 3 + I + I Po doplnění kinetických poěů = ω v = ω ω 3 se úhlová ychlost ω=ω vykátí, zbude vzth po I ed.

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I, 3 ω ω,ε ed G Třetí styčný bode je výkon : Výkon P edukovného oentu ed usí být stejný, jko výkon P skutečných sil oentů n skutečné soustvě těles. P = ω G v = ed ω skutečnost náhd Po doplnění kinetických poěů = ω v = ω ω 3 se úhlová ychlost ω=ω vykátí, zbude vzth po ed.

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I, 3 ω ω,ε ed G Třetí styčný bode je výkon : Výkon P edukovného oentu ed usí být stejný, jko výkon P skutečných sil oentů n skutečné soustvě těles. ed = G 3 Po doplnění kinetických poěů = ω v = ω ω 3 se úhlová ychlost ω=ω vykátí, zbude vzth po ed.

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I, 3 ω ω,ε ed G Pohybová ovnice náhdní úlohy, tedy i pohybová ovnice skutečné úlohy, pk á tv : died I ed ε + ω = ed d Resp. po echnisus s konstntní převode (I ed =konst) : di ed = 0 d I ed ε = ed

etod edukce I, ω skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I, 3 ω ω,ε ed G Resp. po echnisus s konstntní převode (I ed =konst) : 3 + I + I ε = G 3

etod edukce skutečnost ω, ε Poslední příkld - dynik echnisu s poěnný převode, řešená etodou edukce. Hncí člene kulisového echnisu je klik délky, o oentu setvčnosti I, otující úhlovou ychlostí ω s úhlový zychlení ε, jehož okžitá poloh je dán úhle. Hnný člene je kulis o hotnosti, posouvjící se ychlostí v se zychlení, jejíž okžitá poloh je dán souřdnicí x. N kliku působí hncí oent, n kulisu působí síl F. Je-li : x = sin Pk : I x v, v = ω cos F v = ω cos

etod edukce skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed ω,ε ed Zvolíe edukci n otční pohyb kliky. Náhdní úlohou je poyslný, fiktivní disk o edukovné oentu setvčnosti I ed, otující úhlovou ychlostí kliky ω s úhlový zychlení kliky ε, n nějž působí edukovný oent ed. Kinetická enegie skutečného echnisu, tedy i kinetická enegie fiktivního disku, je : Je-li : Pk : ω, ε I x v, v = ω cos E k = Iω I ed + v = v = ω cos = I + F cos I ed ω Redukovný oent setvčnosti není konstntní, je funkcí polohy.

etod edukce skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I F ω,ε Výkon hncího oentu síly F, jkož i výkon edukovného oentu ed, je : P ω F v = ω Je-li : v = ω cos Pk : ω, ε x v, v = ω cos = ed ed = F cos ed

etod edukce skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed ω, ε I F ω,ε x v, v = ω cos Pohybová ovnice (jk již bylo uvedeno dříve) je : died I ed ε + ω = ed d Duhý člen v pohybové ovnici všk již není nulový, nopk : di d I ed = I + = ed cos cos sin ed

etod edukce skutečnost náhd edukce n otční pohyb I ed I ω, ε x v, v = ω cos Pohybová ovnice v konečné tvu pk je : F ω,ε ed ( I + cos ) ε sin cos ω = F cos neboli : ( I + cos ) && sin cos & = F cos

etod edukce K dlšíu řešení ůžee uvést následující : Řešení úlohy I. duhu (kinetosttická úloh, je dán pohyb síl F, učete hncí oent ) je poěně sndné : ( I + cos ) ε sin cosω + F = cos

etod edukce K dlšíu řešení ůžee uvést následující : Řešení úlohy II. duhu (dynická úloh, jsou dány silové účinky F, vyřešte pohyb) je znčně koplikovné. Pohybová ovnice po řešení v čse á podobu nelineání difeenciální ovnice II. řádu : I + cos && sin cos & = F cos ( ) Jejířešení v uzvřené tvu = (t) nedokážee nlézt. ůžee povést nueické řešení. Výsledke je tbulk hodnot, kteou lze převést do gfické podoby. t ω ε ω [s - ] 0 0 0 5 0 5 0 t [s] Altentivní řešení je řešení v poloze, tedy závislost úhlové ychlosti ω n úhlu. Dosdíe-li : dω ε = ω d Pk pohybová ovnice bude nelineání difeenciální ovnicí I. řádu : dω ( I + cos ) ω sincosω = F cos d Řešení (ť už v uzvřené tvu nebo nueický) je závislost úhlové ychlosti ω n úhlu. ω = ω ( )

Závěe shňe výhody nevýhody obou etod. etod uvolňování - je pcnější, zdlouhvější - řeší i vzbové síly (oenty) - uožňuje zhnout i tření ve vzbách - plikce n echnisy s konstntní převode n echnisy s poěnný převode je shodná etod edukce - je ktší, sndnější, zején u echnisů s konstntní převode - neřeší vzbové síly (oenty) - neuožňuje zhnout tření ve vzbách - plikce n echnisy s konstntní převode n echnisy s poěnný převode se liší = ed F ed d dz ed ed + v = F ed