Применяем общее уравнение динамики для определения углового ускорения : "При движении механической системы с идеальными связями в каждый момент времени сумма элементарных работ всех активных сил и сил инерции на любом возможном перемещении системы равна нулю":
(2.1) |
К активным силам относятся все силы тяжести, сила , сила упругости, отнесем к ним момент сил сопротивления и
Сила упругости, как произведение коэффициента жесткости на деформацию, равна:
где определяется по формуле (1.10), тогда:
(2.2) |
Добавляем силы инерции:
- главный вектор ;
- главный момент сил инерции на катке 1;
- главный вектор сил инерций груза 5;
- главный момент сил инерций на блоке 3.
Рисунок 2.1 |
Даем системе возможное перемещение - перемещаем центр масс катка 1 на бесконечно малое расстояние вниз по плоскости; это приводит к линейным и угловым перемещениям всех тел системы.
Составляем уравнение (2.1), где суммируются элементарные работы всех активных сил и сил инерции:
(2.3) |
Силы инерции:
|
|
(2.4) | |
. |
Все ускорения, содержащиеся в формулах (2.4), выразим через искомое ускорение , используя формулы связи скоростей (стр.6), найдем:
, | (2.5) |
. |
Тогда:
Н; | (2.6) |
Н·м; | |
Н; | |
Н·м. |
Все возможные перемещения выражаем через перемещение
, ,
, .
Подставляем найденные значения в основное уравнение (2.3) и делим на ≠0:
. | (2.7) |
. | (2.8) |
Полученное выражение (2.8) для определения e3 совпадает с результатом (1.18) в первой части работы
рад/с2.