(60)

где -  переносное,  относительное  и кориолисово ускорения точки M соответственно (рис. 18). 

Рис. 18. Схема к анализу сложного движения точки

Надо иметь в виду, что кинематическое уравнение  (60) получено без учета массы точки и сил, действующих на неё, поэтому при рассмотрении механодинамики сложного движения точки уравнение (60) становится неполным, так как не учитывает замедления, генерируемые силами инерции. С учетом изложенного необходимо к ускорениям, действующим на точку при её сложном движении,  добавить замедления движения точки, которые будут формироваться силами инерции. Замедления , также как и ускорения, - величины векторные.

Переносное ускорение будет формировать переносную силу инерции , которая будет замедлять движение точки в её переносном движении. Обозначим это замедление так .

Относительное ускорение будет формировать относительную силу инерции . Она тоже будет замедлять относительное движение точки. Обозначим это замедление символом .

Так как кориолисова сила имеет инерциальную природу, то она тоже формирует замедление , направление которого совпадает с направлением вектора кориолисовой силы. Из этого следует ошибочность существовавшего  представления о том, что кориолисова сила инерции равна произведению массы точки на кориолисово  ускорение и направлена противоположно этому ускорению. Из изложенного следует, что кориолисова сила инерции совпадает с направлением не  кориолисова ускорения , а с  направлением кориолисова замедления , которое  направлено  противоположно ускорению, названному кориолисовым.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Кроме перечисленных сил, на точку в сложном движении действуют силы сопротивления, которые также формируют замедление её движению. Обозначим результирующую этих сил -  , а результирующее замедление, формируемое силами сопротивления, - через . Тогда уравнение ускорений и замедлений, приложенных  к материальной точке в её сложном  движении, в общем виде запишется так

.  (61)

Уравнение сил, действующих на материальную точку в её сложном движении, принимает вид

.  (62)

Из этого следует

.  (63)

Тогда общее уравнение механодинамики относительного движения материальной точки становится таким

.  (64)

Итак, общие уравнения сил, действующих на материальную точку при её сложном (63) и относительном (64) движениях, составлены. Учитывая, что проекции относительного ускорения точки  на подвижные оси координат равны:

      (65)

и проектируя векторное уравнение (63) на эти оси, имеем:

;  (66)

;  (67)

.  (68)

  Это дифференциальные уравнения относительного  движения материальной точки в  координатной  форме.  Следующий этап – использование  уравнения (63) для частных случаев относительного движения материальной точки. Таких случаев может быть несколько, но мы не будет составлять уравнения для каждого из них, а лишь перечислим их:

1-ускоренные переносное и относительное движения точки;

2-ускоренное переносное и равномерное относительное движения точки;

3-ускоренное переносное и замедленное относительное движения  точки;

4-равномерное переносное движение и ускоренное относительное движения  точки;

5-равномерное переносное и равномерное относительное движения  точки;

6-рвномерное переносное и замедленное относительное движения  точки;

7-замедленное переносное движение и ускоренное относительное движения точки;

8-замедленное переносное и равномерное относительное движения  точки;

9-замедленное переносное и замедленное относительное движения  точки.

Кроме этого подвижная система отсчёта может двигаться поступательно или криволинейно. Каждый из указанных случаев описывается отдельным уравнением:

1) подвижная система XOY движется поступательно. В этом случае и , поэтому  для этого случая, имеем

.  (69)

2) подвижная система XOY движется поступательно, прямолинейно и равномерно. В этом случае: и ,  поэтому

;  (70)

3) если точка под действием приложенных к ней сил находится в покое относительно подвижной системы отсчета, то , поэтому  и уравнение его движения становится таким

;  (71)

209. Как из описанного перейти к анализу процесса формирования замедления кориолисовой силой инерции? Для этого рассмотрим процесс формирования ускорений ползуна, движущегося вдоль ускоренно вращающегося  стрежня в горизонтальной плоскости. Схема сил, приложенных к ползуну при таком его  движении,  представлена на рис. 19.  Прежде чем приступать к схематическому показу сил, действующих на ползун (рис. 19), обратим внимание на  связь между  вращательным (переносным) движением и линейным (относительным) движением ползуна  вдоль стержня. Совокупность этих движений значительно отличается от  перемещения, например, пассажира вдоль движущегося трамвая. Пассажир может менять свою относительную скорость произвольно, а ползун лишён такой возможности. Его переносная и относительная скорости  связаны друг с другом. Такая же  связь и у сил, действующих на ползун. Поэтому, составляя схему сил, действующих на ползун, обязательно надо учитывать указанную взаимосвязь между его переносным и относительным движениями (рис. 19). 

Рис. 19. Схема сил, действующих на ползун М

С учётом изложенного, тщательный анализ процесса движения ползуна (рис. 19) показывает, что на него действуют следующие силы: переносная сила , вектор  которой направлен по нормали к стержню в сторону вращения и равен нормальной реакции  стержня на ползун;  сила трения направлена противоположно движению ползуна относительно стержня и связана с нормальной реакцией через угол трения и коэффициент трения (). Результирующая сила силы трения и нормальной реакции  образуют  угол трения .

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9