background:#336699;

index

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 15  ОПРЕДЕЛЕНИЕ УПРАВЛЯЮЩИХ МОМЕНТОВ СИЛ В ФИЗИЧЕСКОМ УПРАЖНЕНИИ

 

Цель работы. Ознакомиться с графоаналитическим способом определения моментов сил, действующих на тело.

Исходные данные. Промер фазы физического упражнения. Масса тела. Масштаб изображения. Частота киносъемки. Полные кинетические моменты тела в 2-х кадрах.

Ход работы. 1. На промере в 1 и II кадрах через ОЦТ тела провести линии действия силы тяжести.

2. Измерить плечи силы тяжести (d) относительно точки опоры (края площади опоры). Полученные значения умножить на величину обратную масштабу промера и перевести в метры.

3. Рассчитать изменение кинетического момента тела при перемещении от 1 ко II кадру:

ΔLполн. = Lполн.2 - Lполн.1,                         (3.4.12)

 

и скорость этого изменения (то есть результирующий момент):

 

Mрез. = ΔLполн./ Δt.                                            (3.4.13)

 

4. Рассчитать управляющий момент:

 

Мупр.= Мрез. – Мест.                                     (3.4.14)

где Мест. – момент силы тяжести = mgd.

Примечание. При взаимодействии тела с опорой в нескольких точках одновременно, кроме момента силы тяжести необходимо учитывать моменты сил реакции опоры /1, 9/:

Ra = mgd/ l,

Rb = mg – Ra = mg(1-d/l)                                 (3. 4.15)

где Ra и Rb – реакция опоры в точках a и b, mg – сила тяжести, d – плечо реакции опоры в точке b (расстояние от точки b до проекции ОЦТ на площадь опоры), 1расстояние между точками a и b.

Пример.

 

image061


Рис. 3.4.3. Иллюстрация графоаналитического определения управляющего момента.

 

Показатели                             Кадр 1 Кадр 2            Кадр 3

- Lполн., нм                              -120                 90                                110

- ΔLполн.,нм                             210                  20                               

- Δt, с                                        1/24                 1/24                            

- Mрез., нм                               5040                 480                             

- d, м                                         0,68                 0,20                            

- Мест., нм                                333,5                98,1                            

- Мупр., нм                               4706,5  981,9                          

 

 

3.5 Определение энергетических характеристик движения

 

Если величина силы, приложенной к твердому телу (которое может быть принято за материальную точку), остается постоянной, то работа (А) этой силы на прямолинейном перемещении рассчитывается по формуле:

 

A=F S cosα,                                                                (3.5.1)

где α – угол между вектором силы и вектором перемещения.

В большинстве случаев при выполнении движений сила не остается постоянной, а само движение может быть криволинейным. В таком случае работа силы рассчитывается по формуле:

А = ΣF cosα dS,                                                           (3.5.2)

 

где dS – бесконечно малое перемещение, измеренное вдоль траектории.

Мощность (N) характеризует работу по времени, в течение которого она производилась:

N = A/ t = FV                                                  (3.5.3)

Работу силы можно также вычислить, воспользовавшись теоремой об изменении энергии тела:

 

ΔЕк. + ΔЕп. = δW1 - δW2,                                   (3.5.4)

где ΔЕк – изменение кинетической энергии тела, ΔЕп. – изменение потенциальной энергии тела, δW1 – элементарная работа внешних сил, совершенная за счет притекшей энергии , δW2 – потери энергии на преодоление вредных сопротивлений.

При перемещении тела в поле силы тяжести с высоты h1 на высоту h2 изменение потенциальной энергии равно:

 

ΔЕп. = mg(h2 - h1),                                          (3.5.5)

где m – масса тела, g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2).

Изменение кинетической энергии тела при поступательном движении определяется выражением:

 

ΔЕк.(п) = m(V22V21)/ 2,                                   (3.5.6)

где V2 и V1 – конечная и начальная скорость тела.

В случае вращательного движения тела:

ΔЕк.(п) = (Jп.2 ω22 - Jп.1 ω21)/ 2,                             (3.5.7)

где Jп.1 и Jп.2 – начальный и конечный полный момент инерции тела, ω1 и ω2 – начальная и конечная угловая скорость тела.

 

Оформить заказ оригинальной работы

Поля со знаком (*) обязательны для заполнения.
Имя (*)
Заполните корректно поле
Страна (*)
Заполните корректно поле
Город (*)
Заполните корректно поле
Телефон
Неверный Ввод
E-mail (*)
Некорректный адрес
Сообщение
Неверный Ввод
Когда с Вами лучше связаться? (*)
Введите дату
Отправить заказ