Δυναμική Μηχανών I. Μοντελοποίηση Mηχανικών Συστημάτων Ι: Μηχανικά Συστήματα σε Μεταφορική Κίνηση



Σχετικά έγγραφα
Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 3. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Μοντελοποίηση Ηλεκτρικών και Υδραυλικών Συστημάτων

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 4. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 5. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι

Φυσική για Μηχανικούς

Δυναμική Μηχανών I. Επανάληψη: Κινηματική και Δυναμική

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 11. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Εισαγωγική Ανάλυση και Γραμμικοποίηση. Μη-Γραμμικών Δυναμικών Εξισώσεων

Διακριτή Μοντελοποίηση Μηχανικών Συστημάτων

ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ. Η ενέργεια ταλάντωσης ενός κυλιόμενου κυλίνδρου

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 1. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Δυναμικά Μοντέλα Συνεχούς Μέσου

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΑ ΣΧΟΛΙΑ Η δύναμη που ασκείται σε ένα σώμα προκαλεί μεταβολή της ταχύτητάς του δηλαδή επιτάχυνση.

Φυσική για Μηχανικούς

Δυναμική Μηχανών I. Σύνοψη Εξεταστέας Ύλης

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 7. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Προσέγγιση Galerkin

Κεφάλαιο 5. Ενέργεια συστήματος

website:

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΗ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΣΕ ΠΡΑΚΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Δυναμική Μηχανών I. Απόκριση Γραμμικών Συστημάτων στο. Πεδίο της Συχνότητας

Φυσική για Μηχανικούς

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 25/09/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

Φυσική για Μηχανικούς

ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (Επαναληπτικός ιαγωνισμός)

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 8. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 22. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 21. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Προτεινόμενο διαγώνισμα Φυσικής Α Λυκείου

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ - ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 25/09/16 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΑΠΑΙΤΟΥΜΕΝΕΣ ΓΝΩΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΑΠΟ ΤΗΝ Α ΚΑΙ Β ΛΥΚΕΙΟΥ. Από τη Φυσική της Α' Λυκείου

Μοντελοποίηση Μηχανικών Συστημάτων Πολλών Βαθμών Ελευθερίας

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 22.

Φυσική για Μηχανικούς

ΕΡΓΟ ΠΟΥ ΠΑΡΑΓΕΙ ΜΙΑ ΣΤΑΘΕΡΗ ΥΝΑΜΗ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΦΥΣΙΚΗ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΤΑΞΗ : Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΑΥΓΟΥΣΤΟΥ 2018 ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ : 5

ΨΗΦΙΑΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΒΟΗΘΗΜΑ «ΦΥΣΙΚΗ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ» 5 o ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΜΑΡΤΙΟΣ 2017: ΘΕΜΑΤΑ

1. Η απομάκρυνση σώματος που πραγματοποιεί οριζόντια απλή αρμονική ταλάντωση δίδεται από την σχέση x = 0,2 ημ π t, (SI).

Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (Επαναληπτικός ιαγωνισμός)

Ευθύγραμμη ομαλή κίνηση

Μοντελοποίηση Μηχανικών - Ηλεκτρικών - Υδραυλικών Θερμικών Συστημάτων

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Δυναμική Μηχανών I. Μοντελοποίηση της Αλληλεπίδρασης. Συστήματος με το Περιβάλλον του

ΑΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ/ ΣΤΕΦ 15/10/2012 ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΓΡΑΠΤΗΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΕΝΩΣΗ ΚΥΠΡΙΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΕ ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 2014

Αρχή 1 ης Σελίδας ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 28 ΑΠΡΙΛΙΟΥ 2017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ

[50m/s, 2m/s, 1%, -10kgm/s, 1000N]

Φυσική Ι 1ο εξάμηνο. Γεώργιος Γκαϊντατζής Επίκουρος Καθηγητής. Τμήμα Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης.

Μεταξύ της τάσης και της ελαστικής παραμόρφωσης ενός σώματος υπάρχει μια απλή σχέση, ο νόμος του Hooke:

Φυσική για Μηχανικούς

ΘΕΜΑ Α A1. Στις ερωτήσεις 1 9 να επιλέξετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση, χωρίς να αιτιολογήσετε την επιλογή σας.

1. Κίνηση Υλικού Σημείου

Εισαγωγή στη Δυναμική Μηχανών

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα. ΔΙΑΛΕΞΗ 06 Διατήρηση της ενέργειας

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ. Στις ερωτήσεις Α1-Α4, να γράψετε στην κόλλα σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Λυμένες ασκήσεις. Έργο σταθερής δύναμης

ΚΡΟΥΣΕΙΣ. γ) Δ 64 J δ) 64%]

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2019 A ΦΑΣΗ

Δυναμική Μηχανών I. Συνάρτηση και Μητρώο Μεταφοράς

ΣΕΙΡΑ: 3 Κύματα: αρμονικό έως στάσιμο, Στερεό: κινηματική έως διατήρηση στροφορμής

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Θέμα Α. 1. β 2. α 3. γ 4. β 5. Λ,Λ,Λ,Λ,Λ.

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 2019

Κεφάλαιο 6β. Περιστροφή στερεού σώματος γύρω από σταθερό άξονα

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 20. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Επίλυση Προβλημάτων Αρχικών Συνθηκών σε Συνήθεις. Διαφορικές Εξισώσεις με Σταθερούς Συντελεστές

ΘΕΜΑ 1ο. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμίας από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1

T 4 T 4 T 2 Τ Τ Τ 3Τ Τ Τ 4

6 ο Μάθημα Ισχύς Διατήρηση της ενέργειας. Ισχύς Δυναμική ενέργεια Διατήρηση της μηχανικής ενέργειας Διατήρηση της ενέργειας

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.1: ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΑΠΛΗ ΑΡΜΟΝΙΚΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ (ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ) 1ο σετ - Μέρος Β ΘΕΜΑ Β

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1η ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 24/07/2014

ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ 1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Κύπρου Χειμερινό Εξάμηνο 2016/2017 ΦΥΣ102 Φυσική για Χημικούς Διδάσκων: Μάριος Κώστα

Μία μηχανή μεγάλου κυβισμού κινείται σε ευθύγραμμο δρόμο με σταθερή ταχύτητα υ=36 Km/ h.

Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις Α1-Α4 και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ Ο.Π / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 24/09/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ

Φυσική για Μηχανικούς

ΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑΔΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2018 Β ΦΑΣΗ

1 ο ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΚΩ «ΙΠΠΟΚΡΑΤΕΙΟ» ΓΡΑΠΤΕΣ ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 13 ΙΟΥΝΙΟΥ 2013 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ

ΣΥΝΤΗΡΗΤΙΚΕΣ ΔΥΝΑΜΕΙΣ

ΘΕΡΜΟΔΥΝΑΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΣΚΗΣΕΙΣ

ΕΡΓΟ - ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΕΦΑΝΟΥ Μ. ΦΥΣΙΚΟΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 1.2 ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΕ ΜΙΑ ΔΙΑΣΤΑΣΗ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2016 Β ΦΑΣΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Γραπτές προαγωγικές εξετάσεις, περιόδου Μαΐου-Ιουνίου στη ΦΥΣΙΚΗ

Υπολογισμός της σταθεράς ελατηρίου

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΤΗΣΗΣ 6: ΔΙΑΜΗΚΕΙΣ ΑΕΡΟΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΙ ΕΥΣΤΑΘΕΙΑΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΥ

Γενικευμένες συντεταγμένες

4. Σώμα Σ 1 μάζας m 1 =1kg ισορροπεί πάνω σε λείο κεκλιμένο επίπεδο που σχηματίζει με τον ορίζοντα γωνία φ=30 ο. Το σώμα Σ 1 είναι δεμένο στην άκρη

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΜΕΣΟΥ

ΘΕΜΑ Α. Στις ερωτήσεις Α 1 έως Α 4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. β. γ. δ. Μονάδες 5 α. ελαστική β. ανελαστική γ. πλαστική δ. έκκεντρη

Transcript:

Δυναμική Μηχανών I 3 2 Μοντελοποίηση Mηχανικών Συστημάτων Ι: Μηχανικά Συστήματα σε Μεταφορική Κίνηση

2015 Δημήτριος Τζεράνης, Ph.D Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Ε.Μ.Π. tzeranis@gmail.com Απαγορεύεται οποιαδήποτε αναπαραγωγή χωρίς άδεια

Περιεχόμενα Βασικά Στοιχεία Μηχανίκών Συστημάτων σε Μεταφορική Κίνηση Αδράνεια Ελαστικότητα Απόσβεση Εξωτερικές δυνάμεις Ισχύς και Ενέργεια

Διακριτά Στοιχεία Σε Μηχανικά Συστήματα Αδράνεια Μεταφορικής Κίνησης m Ελαστικότητα Απόσβεση Εξωτερικές Δυνάμεις k c f ext (t)

Αδράνεια Ελαστικότητα Απόσβεση- Εξ. Δυνάμεις Μάζα, αδράνεια, απόσβεση, Εξ. Δυνάμεις στα παρακάτω συστήματα Σε κάθε σύστημα υπάρχουν/κυριαρχούν διαφορετικά στοιχεία.. Κίνηση ιστιοπλοϊκού Κίνηση γερανού Δόνηση χορδής κιθάρας

Αδράνεια Η μάζα m περιγράφει την σχέση ορμής ταχύτητας Για υλικό σημείο / στερεό σώμα σε μεταφορική κίνηση σε 1 διάσταση l = m u Κινητική ενέργεια μάζας m σε ταχύτητα u : m Τ = 1 2 m u2 Ισούται με το εμβαδόν κάτω από την γραφική l(u) Καταστατική εξίσωση στοιχείου f = m du dt l u

Ελαστικότητα Ένα γραμμικό ελατήριο σταθεράς k περιγράφει την σχέση δύναμης παραμόρφωσης f = k δx Δυναμική ενέργεια ελατηρίου k παραμορφωμένο κατά δx: k U(δx) = 1 2 k δx2 Ισούται με το εμβαδόν κάτω από την γραφική f(δx) Καταστατική εξίσωση στοιχείου df = k δu dt δu = δ x f δx

Ελαστικότητα H σχετική παραμόρφωση του ελατηρίου δx είναι η διαφορά των μετατοπήσεων στους ακροδέκτες 1, 2 δx = x 2 x 1!! προσοχή στα πρόσημα παραμορφώσεων και δυνάμεων k l 0 1 2 k Σημείο ισορροπίας: δx = 0, f k = 0 Έκταση: x 2 > x 1 δx > 0, f k < 0 f k x x 2 f k Συμπίεση: x 2 < x 1 δx < 0, f k > 0

Ελαστικότητα H δύναμη ελατηρίου είναι δύναμη επαναφοράς f = k δx Δύναμη αντιστέκεται στην παραμόρφωση/κίνηση δx Η δύναμη ελατηρίου για δεδομένη δx μπορεί να υπολογιστεί από την κλίση της δυναμικής ενέργειας U(δx): f δx = du(δx) U(δx) dδx To δx όπου η U ελαχιστοπιείται είναι το σημείο ισορροπίας του ελατηρίου δx

Ελαστικότητα Ελατήρια σε σειρά Κοινή δυναμη Κυριαρχεί η πιο εύκαμπτη k1 k2 m 1 k se m k se = 1 k 1 + 1 k 2 Ελατήρια παράλληλα Κοινή μετατόπιση Κυριαρχεί η πιο δύσκαμπτη k1 k2 k1 m m k2 k pa m k pa = k 1 + k 2

Ελαστικότητα Eκτός από τα γραμμικά, υπάρχούν και μη-γραμμικά ελατήρια H σχέση δύναμης επαναφοράς-παραμόρφωσης είναι μη-γραμμική f = f(δx) Πάντα, η δύναμη ελατηρίου για δεδομένη δx μπορεί να υπολογιστεί από την κλίση της δυναμικής ενέργειας U(δx): f δx = du(δx) dδx To δx όπου η U ελαχιστοπιείται είναι το σημείο ισορροπίας του ελατηρίου U(δx) δx

Γενικευμένη Ελαστικότητα Υπάρχουν δυνάμεις f x που ασκούνται λόγω της δυναμικής ενέργειας U x από κάποιο φυσικό φαινόμενο Περιγράφουν αποθήκευση δυναμικής ενέργειας Παράδειγμα: Βαρύτητα U grav z = mgz f grav z = du grav z = mg dz Όταν οι δυνάμεις είναι δυνάμεις επαναφοράς μπορούν να θεωρηθούν σαν ένα «εικονικό» ελατήριο Παράδειγμα: Βαρύτητα+Άνωση Παράδειγμα: Ομοιοπολικός δεσμός U grav z z

Γενικευμένη Ελαστικότητα λόγω Βαρύτητας Σε αυτό το μάθημα, όταν ζητείται να ληφθεί υπόψην η βαρύτητα θα σας αναφέρεται Στα σχήματα θα φαίνεται καθαρά η επιτάχυνση της βαρύτητας Παράδειγμα: F(t) g Μ c c T θ L m

Γενικευμένη Ελαστικότητα Παράδειγμα: Βαρύτητα + Άνωση U(z) Παράδειγμα: Ομοιοπολικός δεσμός z eq Γιατί 2 άτομα άνθρακα C μένουν ενωμένα? Ποιος καθορίζει την απόσταση μεταξύ τους? Πόσο εύκολο είναι να απομακρύνθούν? z

Απόσβεση Ένας γραμμικός αποσβεστήρας σταθεράς c περιγράφει μια γραμμική σχέση δύναμης διαφοράς ταχύτητας στους ακροδέκτες f = c δu Αυτή είναι και η καταστατική εξίσωση στοιχείου c Ο αποσβετήρας μετατρέπει μηχανικό έργο σε θερμότητα λόγω τριβών. Η ισχύς P που μετατρέπεται σε θερμότητα ισούται με P = f δu = c δu 2 H ισχύς του αποσβεστήρα είναι πάντα αρνητική κατανάλωση ισχύος απομακρύνει ενέργεια από το σύστημα

Απόσβεση H σχετική ταχύτητα στα άκρα του αποσβεστήρα δu είναι η διαφορά των ταχυτήτων στους ακροδέκτες 1, 2 δu = u 2 u 1!! προσοχή στα πρόσημα ταχυτήτων και δυνάμεων 1 2 f c c 1 2 u 1 c u 2 f c Ηρεμία: u 2 = u 1 = 0 δu = 0, f c = 0 Μηδενική σχετική κίνηση: u 2 = u 1 δu = 0, f c = 0 Σχετική κίνηση u 2 > u 1 δu > 0, f c < 0 u 2 < u 1 δu > 0, f c > 0

Απόσβεση Τρόποι αναπαράστασης γραμμικής απόσβεσης u m u m c Μ Ισοδύναμα c Μ Ολίσθηση χωρίς τριβή f c Μ f c = c δu = c u m 0 = c u m

Απόσβεση Ο γραμμικός αποσβεστήρας είναι μια βολική προσέγγιση αλλά δεν είναι πάντα μιακαλή προσέγγιση της πραγματικότητας. Ένας μη γραμμικός αποσβεστήρας περιγράφει μια μη-γραμμική σχέση δύναμης διαφοράς ταχύτητας στους ακροδέκτες f = f δu sign(δu) Ένας αποσβεστήρας πάντα καταναλώνει ισχύ!! P = f δu 0 Παραδείγματα μη-γραμμικών αποσβεστήρων: Τριβή Coulomb Αεροδυναμική αντίσταση

Απόσβεση Τριβή Coulomb f(u) = F stick f(u) F stick, u = 0 F slip, u > 0 F slip, u < 0 Αεροδυναμική Αντίσταση Το μέτρο της είναι ανάλογο του u 2 f(u) = 1 2 c D ρ A u u Πηγή: Dr K. Craig Οι μη-γραμμικές αποσβέσεις κάνουν το μοντέλο πολύπλοκο, πολλές φορές όμως είναι βασικό στοιχείο του και καθορίζουν την συμπεριοφορά του

Εξωτερικές Δυνάμεις Περιγράφουν δυνάμεις που ασκούνται από το περιβάλλον σε στοιχεία του συστήματος (συνήθως σε μάζες) Καθορίζονται από το περιβάλλον του συστήματος!!!! Δύο είδη εξωτερικών δυνάμεων Ελεγχόμενες είσοδοι (η τιμή τους καθορίζεται από μελετητή/χρήστη) Μη-ελεγχόμενες είσοδοι (η τιμή τους καθορίζεται από περιβάλλον) f drag f prop f dist

Εξωτερικές Δυνάμεις Μια δύναμη f(t) ασκείται σε κάποιο σημείο F. Έστω r F (t) και u F (t) η θέση και η ταχύτητα του σημείου F αντίστοιχα. Η u F (t) (βλέπε υπολογισμούς κινηματικής) μπορεί να εκφραστεί ως προς την χρονική παράγωγο των Β.Ε. μέσω ενός Ιακωβιανού πίνακα J F (q): u F t = J F (q) q H ισχύς που μεταφέρει η δύναμη f(t) είναι: P(t) = u F t T f(t) Όταν u F t T f t > 0 η f(t) προσφέρει ενέργεια στο συστημα Όταν u F t T f t < 0 η f(t) καταναλώνει ενέργεια από το συστημα

Εξωτερικές Δυνάμεις Παράδειγμα προσφοράς/κατανάλωσης ισχύος α β f α f Ισοδύναμα β u m Μ Όταν u m > 0 u m f α > 0 η f α προσφέρει ενέργεια στο συστημα (κουτί) u m f β < 0 η f β καταναλώνει ενέργεια από το συστημα Όταν u m < 0 u m f α < 0 η f α καταναλώνει ενέργεια από το συστημα u m f β > 0 η f β προσφέρει ενέργεια στο συστημα

Αδράνεια Ελαστικότητα Απόσβεση- Εξ. Δυνάμεις Μάζα, αδράνεια, απόσβεση, Εξ. Δυνάμεις στα παρακάτω συστήματα Σε κάθε σύστημα υπάρχουν/κυριαρχούν διαφορετικά στοιχεία.. Σε κάθε σύστημα αδράνεια/ελαστικότητα έχουν άλλη κατανομή και μέγεθος Σε κάθε σύστημα ελαστικότητα/απόσβεση έχουν διαφορετικές πηγές Κίνηση ιστιοπλοϊκού Κίνηση γερανού Δόνηση χορδής κιθάρας

Ισχύς και Ενέργεια To δυνατό έργο της δύναμης f(t) που ασκείται στο σημείο F είναι: δw t = δr F t T f t To δw t μπορεί να θεωρηθεί ως το απειροστό ποσό ενέργειας που προσφέρεται/καταναλώνεται από την δύναμη f(t) Μας εδιαφέρει να εκφράσουμε το δw t ως συνάρτηση των Β.Ε. Χρησιμοποιούμε τον Ιακωβιανό πίνακα J F q για την ταχύτητα του σημείου που ασκείται η δύναμη: δw t = J F q δq T f t δw t = δq T J F (q) T f t

Ισχύς και Ενέργεια Σε μηχανικά συστήματα που κάνουν μεταφορική κίνηση, μεταβλητές ισχύος είναι η δύναμη f t και η ταχύτητα u(t) Η δύναμη f t είναι μεταβλητή τύπου «σθένος» Η ταχύτητα u(t) είναι μεταβλητή τύπου «ροή» Για κάθε διακριτό στοιχείο (m, k, c, f ext ) Η καταστατική του εξίσωση περιγράφει την σχέση μεταξύ των f t και u(t) του στοιχείου. Η ισχύς που προσφέρει/καταναλώνει από το σύστημα ισούται με P(t) = f(t) u(t) Μάζα: P m t = f m t u m t Ελαστικότητα: P k t = f k t u k t Απόσβεση: P c t = f c t u c t Εξωτερική δύναμη: P f t = f t u F t

Ισχύς και Ενέργεια Περιβάλλον c m k m k m Σύστημα k c f ext2 t f ext1 t

Ισχύς και Ενέργεια Η δυναμική συμπεριφορά ενός συστήματος πηγάζει στον τρόπο που η ενέργεια αποθηκεύεται/μεταφέρεται μεταξύ των στοιχείων του συστήματος

Ισχύς και Ενέργεια Πολύπλοκα συστήματα αναλύονται σε απλούστερα που αλληλεπιδρούν μεταξύ τους Υπερσύστημα