Dynamika tuhého tělesa. Petr Šidlof

Podobné dokumenty
Dynamika tuhého tělesa

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

11. cvičení z Matematiky 2

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

Posuvný a rotační pohyb tělesa.

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

a polohovými vektory r k

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

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

V soustavě N hmotných bodů působí síly. vnější. vnitřní jsou svázány principem akce a reakce

Řešení testu 2b. Fyzika I (Mechanika a molekulová fyzika) NOFY ledna 2016

Kartézská soustava souřadnic

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ PRŮVODCE GB01-P03 MECHANIKA TUHÝCH TĚLES

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

Kinematika tuhého tělesa

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

7. SEMINÁŘ Z MECHANIKY

Stavební statika. Cvičení 1 Přímková a rovinná soustava sil. Goniometrické funkce. Přímková a rovinná soustava sil. 1) Souřadný systém

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

1. Dvě stejné malé kuličky o hmotnosti m, jež jsou souhlasně nabité nábojem Q, jsou 3

Přímková a rovinná soustava sil

6.3 Momenty setrvačnosti a deviační momenty rovinných obrazců. yda. 1) I y, I z > 0. 2) I y, I z závisí na vzdálenosti plochy od osy II I I I I

Řešení : Těleso T je elementárním oborem integrace vzhledem k rovině (x,y) a proto lze přímo aplikovat Fubiniovu větu pro trojný integrál.

Pohyb soustavy hmotných bodů

Stavební mechanika 1 (132SM01)

Měření momentu setrvačnosti

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

Přímková a rovinná soustava sil

Soustava hmotných bodů

STAVEBNÍ STATIKA. Ing. Petr Konečný, Ph.D. LPH 407/3. tel

vzhledem k ose kolmé na osu geometrickou a procházející hmotným středem válce. c) kužel o poloměru R, výšce h, hmotnosti m

Kinematika tuhého tělesa. Pohyb tělesa v rovině a v prostoru, posuvný a rotační pohyb

QUADROTORY. Ing. Vlastimil Kříž

1 Veličiny charakterizující geometrii ploch

Veronika Drobná VB1STI02 Ing. Michalcová Vladimíra, Ph.D.

1 Tuhé těleso a jeho pohyb

ω JY je moment setrvačnosti k ose otáčení y

MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA

Dynamika soustavy hmotných bodů. Posuvný a rotační pohyb tělesa.

R β α. Obrázek 1: Zadání - profil složený ze třech elementárních obrazců: 1 - rovnoramenný pravoúhlý trojúhelník, 2 - čtverec, 3 - kruhová díra

Aspekty stavební konstrukce z hlediska projektanta

F - Mechanika tuhého tělesa

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ MULTIKOPTÉRY. Ing. Vlastimil Kříž

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

hmotný bod: těleso s nekonečně malými rozměry, ale nenulovou hmotností, tj. žádné otáčení, žádná deformace atd. = bodová hmotnost

2.1 Shrnutí základních poznatků

Fyzika. Fyzikální veličina - je mírou fyzikální vlastnosti, kterou na základě měření vyjadřujeme ve zvolených jednotkách

MATEMATIKA III. π π π. Program - Dvojný integrál. 1. Vypočtěte dvojrozměrné integrály v obdélníku D: ( ), (, ): 0,1, 0,3, (2 4 ), (, ) : 1,3, 1,1,

Veličiny charakterizující geometrii ploch

1. kapitola. Vnitřní síly v průřezu prostorového prutu. Janek Faltýnek SI J (43) Teoretická část: Stavební mechanika 2.

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS Řešené úlohy a postupy: Spojité rozložení náboje

Statika tuhého tělesa Statika soustav těles. Petr Šidlof

13. cvičení z Matematické analýzy 2

Statika tuhého tělesa Statika soustav těles

Obsah. 2 Moment síly Dvojice sil Rozklad sil 4. 6 Rovnováha 5. 7 Kinetická energie tuhého tělesa 6. 8 Jednoduché stroje 8

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

1. Změřte momenty setrvačnosti kvádru vzhledem k hlavním osám setrvačnosti.

MAGNETICKÉ POLE CÍVEK V HELMHOLTZOVĚ USPOŘÁDÁNÍ

DYNAMIKA HMOTNÉHO BODU

ZÁKLADY ROBOTIKY Transformace souřadnic

F n = F 1 n 1 + F 2 n 2 + F 3 n 3.

Dvojné a trojné integrály příklad 3. x 2 y dx dy,

y ds, z T = 1 z ds, kde S = S

Neideální plyny. Z e dr dr dr. Integrace přes hybnosti. Neideální chování

2.5 Rovnováha rovinné soustavy sil

1. Úvod do pružnosti a pevnosti

Jaroslav Reichl. Střední průmyslová škola sdělovací techniky Panská 3 Praha 1

Přetvořené ose nosníku říkáme ohybová čára. Je to rovinná křivka.

Učební text k přednášce UFY102

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

VZOROVÝ TEST PRO 2. ROČNÍK (2. A, 4. C)

MOMENT SETRVAČNOSTI. Obecná část Pomocí Newtonova pohybového zákona síly můžeme odvodit pohybovou rovnici pro rotační pohyb:

ZÁKLADNÍ PARAMETRY GYROSKOPU

Moment síly, spojité zatížení

Podmínky k získání zápočtu

FYZIKA I. Složené pohyby (vrh šikmý)

Dynamika rotačního pohybu

Rovinná napjatost a Mohrova kružnice

JEDNOTKY. E. Thöndel, Ing. Katedra mechaniky a materiálů, FEL ČVUT v Praze. Abstrakt

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

LABORATORNÍ CVIČENÍ Z FYZIKY

Vlastní čísla a vlastní vektory

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

MOMENT SETRVAČNOSTI. Obecná část Pomocí Newtonova pohybového zákona síly můžeme odvodit pohybovou rovnici pro rotační pohyb:

1. Cvičení: Opakování derivace a integrály

1.1 Steinerovy věty. lineární momenty a momenty kvadratické. Zajímat nás budou nyní osové kvadratické. v ohybu. Jejich definice je

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek ( 2015)

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

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

F9 SOUSTAVA HMOTNÝCH BODŮ

K přednášce NUFY028 Teoretická mechanika prozatímní učební text, verze Spojitá prostředí: rovnice struny Leoš Dvořák, MFF UK Praha, 2014

I. Statické elektrické pole ve vakuu

Pohyby částic ve vnějším poli A) Homogenní pole. qb m. cyklotronová frekvence. dt = = 0. 2 ω PČ 1

Integrální definice vnitřních sil na prutu

dynamika hmotného bodu, pohybová rovnice, d Alembertůvprincip, dva druhy úloh v dynamice, zákony o zachování / změně

SMR 1. Pavel Padevět

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

PRŮŘEZOVÉ CHARAKTERISTIKY

Osové a deviační momenty setrvačnosti ploch (opakování ze 4. cvičení) Momenty setrvačnosti k otočeným osám Kroucení kruhových a mezikruhových průřezů

Transkript:

Dnaika tuhého tělesa Pet Šidlof

Dnaika tuhého tělesa Pvní věta ipulsová F dp dt a t Zchlení těžiště Výslednice vnějších sil F A F B F C Celková hbnost soustav p p i Hotnost soustav i těžiště soustav se pohbuje jako b v ně bla soustředěná veškeá hotnost F : ákon achování hbnosti soustav (sážk těles,...)

Dnaika tuhého tělesa anslační pohb tělesa Rchlosti všech bodů stejné řešení dnaik tanslačního pohbu tělesa je ekvivalentní dnaice HB Hbnost eleentu d: Hbnost tělesa: dp d v p v d v d v F dp dt hotnost tělesa chlost libovolného bodu (těžiště)

Dnaika tuhého tělesa Obecný (ovinný) pohb tělesa Rchlosti jednotlivých bodů tělesa ůné oklad vhlede k efeenčníu bodu A v v A B a a A B Z kineatik: Veee-li a efeenční bod A těžiště tělesa, ůžee chlení a A učit pvní vět ipulsové bývá řešit dnaiku otačního pohbu

Dnaika tuhého tělesa Duhá věta ipulsová Moent hbnosti hotného bodu: i p (vžd vhlede k nějakéu bodu např. počátku souřadné soustav) - analogie hbnosti u tanslačního pohbu L i i Celkový oent vnějších sil k bodu M dl dt Zěna celkového oentu hbnosti soustav k téuž bodu L i p i M : ákon achování oentu hbnosti soustav

Dnaika tuhého tělesa Kinetická enegie tělesa otujícího kole pevné os Kinetická enegie eleentu d: d d v v Kinetická enegie tělesa: d v d d o o oent setvačnosti o

Dnaika tuhého tělesa Rotace tuhého tělesa kole pevné os pohbový ákon Moent hbnosti eleentu d: dl dp Moent hbnosti tělesa: L dp v d d Z duhé vět ipulsové: v d M d dt Rotace kole pevné os v, konst. : M d dt d d dt d M o úhlové chlení oent setvačnosti o

Dnaika tuhého tělesa Moent setvačnosti o d - ekvivalent hot po otační pohb vs. Kteý setvačník dá větší páci otočit? Vlastnosti neáponý vžd vhlede k bodu (ose) v tabulkách vhlede k těžišti [] = kg poloě setvačnosti: aditivní o o o s s

Dnaika tuhého tělesa Steineova věta o e oent setvačnosti vhlede k těžišti je iniální POZOR: o o

Dnaika tuhého tělesa Výpočet oentu setvačnosti o d V ρ dv.. vdálenost od os!! Katéský ssté Clindické souřadnice Sféické souřadnice o V ρ d d d o V ρ d dφd o V ρ s sinθ d s dφdθ ( S (S.. vdálenost od os S.. vdálenost od středu

Dnaika tuhého tělesa Příklad oent setvačnosti obuče Definice: d V ρ dv d R d R

Dnaika tuhého tělesa Příklad oent setvačnosti disku (válce) Definice: d V ρ dv V ρ dv ρ R πρh 4 4 R R πr hρ π d h πρh R R d Dutý válec R R (aditivita)

Dnaika tuhého tělesa Příklad oent setvačnosti tenké tče Definice: d ρ L L d ρ L d d ρ L L L L / ρ L L d ρ L L 8

Dnaika tuhého tělesa Příklad 4 oent setvačnosti obdélníku (desk, kvádu) Definice: d V ρ dv V 4ρh a / a d b b / a / b a 4ρh 8 ρ dv 4 d a d b / d b 8 ρ ρhab a h b

Dnaika tuhého tělesa Příklad 5 oent setvačnosti koule R 5 π π π R 5 R 5 ρ πr 4 π 5 R ρ sinθ dθ dφ d ρ d d d d d Moent setvačnosti vhlede ke tře osá:,,.. evidentně platí V s s o θ dφd d sinθ ρ

Dnaika tuhého tělesa Příklad 6 V jaké výšce h je třeba tefit táge kulečníkovou kouli, ab se pohbovala be falše (pětné či dopředné otace), tj. ab se odvalovala po plátně be pokluu? Řešení:. Sestavení pohbových ovnic: F a g N R F h. K dispoici ovnice, 4 nenáé jedna ovnice chbí.. Be pokluu: vaba 4. Řešení ovnic a R 7 h R 5

Dnaika tuhého tělesa Zákon achování enegie u otačního pohbu U U Wn.. kinetická enegie posuvná + otační Příklad: Jaký půběh á chlost a chlení hačk jojo, předpokládáe-li, že / R? Řešení:. ZZE. vaba g v ω v ω v 4g R. Zchlení: a dv v d R g

Dnaika tuhého tělesa Vvážená a nevvážená otace ve D () Pohbové ovnice: F R t F n t R n a t a n M O Statick vvážená otace : eakce R t, R n v ose otáčení (tj. naáhání ložisek) je nulové chlení těžiště usí být při otaci nulové, ted těžiště usí ležet v ose otáčení

Dnaika tuhého tělesa Vvážená a nevvážená otace ve D () osa otace v těžišti osa otace io těžiště a a t n a a t n e e při volné otaci eakce v ose nulové statick vvážená otace i při volné otaci vnikají v ose síl (eakce) statick nevvážená otace

Dnaika tuhého tělesa Rotace ve D D (ovinná otace) D (postoová otace),, M, L... skalá,, M, L... vekto i, i, M i... skalá... teno L ik L i ik ik k i k eno oentu setvačnosti ik j jδik i V k d ik d d d d d d d d d setický teno v hlavních osách ik iodiagonální pvk deviační oent diagonální pvk hlavní oent setvačnosti

Dnaika tuhého tělesa Dnaick nevvážená otace Vvážená, nebo nevvážená otace? (tj. jsou ložiska při otaci dnaick naáhaná?) statick i dnaick vvážená otace při volné otaci nevnikají žádné eakční síl ani oent v ložiskách dnaick nevvážená otace přestože pocháí osa těžiště deviační oent io ovinu otace

Dnaika tuhého tělesa Odvoení deviačních oentů () Vekto otace: Definice: ik d d d d d d d d d Ze setie tělesa: =, = ik

Dnaika tuhého tělesa d M Odvoení deviačních oentů () Moent k j i d a df dm Z kineatik: V naše případě: a ik,,, k j i k j i, k j i d M d d M d d M při ovnoěné otaci ( = ) nenulový oent M! d d d d d d d d d ik

Dnaika tuhého tělesa Analogie příočaého a otačního pohbu Poloha [] Rchlost v [/s] Zchlení a [/s ] Úhel φ [ad] Úhl. chlost ω [ad/s] Úhl. chlení [ad/s ] Hotnost [kg] Síla F [N] Hbnost p [kg /s] Moent setv. [kg. ] Moent M [N.] Moent hbn. L [kg. /s] Kineatika: Pohbová ovnice: Kinetická enegie: Páce: Hbnost: d dv v, a dt dt dp F a dt v W s F d p v dφ dω ω, dt dt dl M ( D ) dt W s ( D) L M dφ