Lösen Sie diese Übung in Mechanik?

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Anonim

Antworten:

Siehe unten.

Erläuterung:

Rückruf # theta # als der Winkel zwischen dem # x # Achse und Stab (diese neue Definition entspricht eher der positiven Winkelorientierung) und berücksichtigt # L # Als Stablänge wird der Massenmittelpunkt der Stange durch angegeben

# (X, Y) = (x_A + L / 2cos (Theta), L / 2 sin (Theta)) #

Die horizontale Summe der eingreifenden Kräfte ergibt sich aus

#mu N "Zeichen" (Punkt x_A) = m Punkt X #

Die vertikale Summe ergibt

# N-mg = m ddotY #

Wenn wir den Ursprung als Momentbezugspunkt betrachten, haben wir

# - (Ymddot X + XmddotY) + x_AN-Xmg = Jddeta theta #

Hier #J = mL ^ 2/3 # ist das Trägheitsmoment.

Jetzt lösen

# {(mu N_Zeichen) (Punkt x_A) = mdot X), (N-mg = mdotY), (- (Ymdot X + Xmdot Y) + x_A NX mg = Jdototeta): } #

zum #ddot theta, ddot x_a, N # wir erhalten

#ddot theta = (Lm (cos (theta)) + mu "Zeichen" (Punkt x_A) sin (Theta)) f_1 (Theta, Punkt theta)) / f_2 (Theta, Punkt x_A) #

#N = - (2Jm f_1 (Theta, Punkt Theta)) / f_2 (Theta, Punkt x_A) #

#ddot x_A = f_3 (Theta, Punkt Theta, Punkt x_A) / (2f_2 (Theta, Punkt x_A)) #

mit

# f_1 (Theta, Punkt Theta) = Lsin (Theta) Punkt Theta ^ 2-2g #

# f_2 (Theta, Punkt x_A) = mL ^ 2 (cos ^ 2 (Theta) + mu cos (Theta) sin (Theta) "Vorzeichen" (Punkt x_A) + 4J #

# f_3 (theta, Punkt theta, Punkt xA) = (mu (8J - L ^ 2m + L ^ m Cos (2theta) "Vorzeichen" (Punkt xA)) - gL ^ 2m sin (2theta) + L ((4 J + L ^ 2 m) Cos (Theta) + (L ^ 2 m-4J) mu Zeichen (Punkt x_A) Sin (Theta)) Punkt Theta ^ 2) #