ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕХАНИКИ примеры решения задач начало

Пример 6. Материальная точка участвует одновременно в двух взаимно перпендикулярных гармонических колебаниях, уравне­ния которых

 (1).

 (2)

где a1=1 см, A2=2 см, . Найти уравнение траектории точ-­
ки. Построить траекторию с соблюдением масштаба и указать
направление движения точки.

Решение. Чтобы найти уравнение траектории точки, ис­ключим время t из заданных уравнений (1) и (2). Для этого восполь-


зуемся формулой  . В данном случае
  , поэтому

Самолет летит горизонтально со скоростью 360 км/ч на высоте 490 м. Когда самолет пролетает над точкой О, с него сбрасывают предмет. На каком расстоянии от точки О упадет предмет на Землю? Результат представить в единицах СИ, g = 9,8 м/с2.

Уравнение прямолинейного движения тела имеет вид

.

Постройте график зависимости скорости от времени для данного вида движения.

 

Так как согласно формуле (1) , то уравнение траекто-­
рии

 (3)

Полученное выражение представляет собой уравнение параболы, ось которой совпадает с осью Ох. Из уравнений (1) и (2) следует, что смещение точки по осям координат ограничено и заключено в пределах от —1 до +1 см по оси Ох и от —2 до +2 см по оси Оу.

Для построения траектории найдем по уравнению (3) значения у, соответствующие ряду значений х, удовлетворяющих условию  см, и составим таблицу:

X , СМ

 

-1

 

—0,75

 

—0,5

 

0

 

+0,5

 

+ 1

 

у, см

 

0

 

±0,707

 

±1

 

±1,41

 

±1,73

 

±2

 


Начертив координатные оси и выбрав масштаб, нанесем на пло­скость хОу найденные точки. Соединив их плавной кривой, получим траекторию точки, совершающей колеба­ния в соответствии с уравнениями движе­ния (1) и (2) (рис. 6.5).

Рис. 6.5

Для того чтобы указать направление движения точки, проследим за тем, как из­меняется ее положение с течением времени. В начальный момент t=0 координаты точ­ки равны x(0)=1 см и y(0)=2 см. В по­следующий момент времени, например при t1=l с, координаты точек изменятся и ста­нут равными х (1)= —1 см, y(t)=0. Зная положения точек в начальный и последую­щий (близкий) моменты времени, можно указать направление движения точки по траектории. На рис. 6.5 это направление движения указано стрелкой (от точки А к началу координат). После того как в мо­мент t2 = 2 с колеблющаяся точка достиг­нет точки D, она будет двигаться в обратном направлении.

Динамика исследует законы и причины, вызывающие движение тел, т.е. изучает движение материальных тел под действием приложенных к ним сил. К кинематическим величинам добавляются величины - сила и масса.
Основы физики и электротехники. Лекции, курсовые, задачи, учебники