Ústav aplikovanej mechaniky a mechatroniky, SjF STU Bratislava;

Σχετικά έγγραφα
DOMÁCE ZADANIE 1 - PRÍKLAD č. 2

doc. Ing. František Palčák, PhD., Ústav aplikovanej mechaniky a mechatroniky, Strojnícka fakulta STU v Bratislave,

Matematika 2. časť: Analytická geometria

Matematický model robota s diferenciálnym kolesovým podvozkom

URČENIE MOMENTU ZOTRVAČNOSTI FYZIKÁLNEHO KYVADLA

Obvod a obsah štvoruholníka

5 Trecie sily. 5.1 Šmykové trenie

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

SLOVENSKÁ TECHNICKÁ UNIVERZITA V BRATISLAVE. Chemickotechnologická fakulta. Doc. RNDr. Viliam Laurinc, CSc. a kolektív FYZIKA I

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

FYZIKA DUSˇAN OLCˇA K - ZUZANA GIBOVA - OL GA FRICˇOVA Aprı l 2006

Súradnicová sústava (karteziánska)

Škola pre mimoriadne nadané deti a Gymnázium. Teória 2 Mechanika hmotného bodu 2.1 Kinematika

Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK

Teória vozidiel 3. prednáška, Riaditeľnosť a stabilita cestných vozidiel

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

4 Dynamika hmotného bodu

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

3 Kinematika hmotného bodu

Fyzika. Úvodný kurz pre poslucháčov prvého ročníka bakalárskych programov v rámci odboru geológie. 3. prednáška energia, práca, výkon

Úvod do lineárnej algebry. Monika Molnárová Prednášky

Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

Mechanika hmotného bodu

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Úloha 3.7 Teleso hmotnosti 2 kg sa pohybuje pozdĺž osi x tak, že jeho dráha je vyjadrená rovnicou

1. písomná práca z matematiky Skupina A

MIDTERM (A) riešenia a bodovanie

AFINNÉ TRANSFORMÁCIE

Termodynamika. Doplnkové materiály k prednáškam z Fyziky I pre SjF Dušan PUDIŠ (2008)

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Základné poznatky molekulovej fyziky a termodynamiky

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

, kde pre prípad obruč M + I/R 2 = 2 M.

Ekvačná a kvantifikačná logika

Priamkové plochy. Ak každým bodom plochy Φ prechádza aspoň jedna priamka, ktorá (celá) na nej leží potom plocha Φ je priamková. Santiago Calatrava

Motivácia pojmu derivácia

Kontrolné otázky na kvíz z jednotiek fyzikálnych veličín. Upozornenie: Umiestnenie správnej a nesprávnych odpovedí sa môže v teste meniť.

6 APLIKÁCIE FUNKCIE DVOCH PREMENNÝCH

Kinematika hmotného bodu

1. Určenie tiažového zrýchlenia reverzným kyvadlom

GYMNÁZIUM V ŽILINE, HLINSKÁ 29 ALTERNATÍVNA ZBIERKA ÚLOH Z FYZIKY PRE 1. ROČNÍK. Spracovali: Mgr. Andrea Bednárová, PhD., Mgr.

x x x2 n

Fyzika. Úvodný kurz pre poslucháčov prvého ročníka bakalárskych programov v rámci štúdia geológie Druhá prednáška mechanika (1)

Einsteinove rovnice. obrázkový úvod do Všeobecnej teórie relativity. Pavol Ševera. Katedra teoretickej fyziky a didaktiky fyziky

ZADANIE 1_ ÚLOHA 3_Všeobecná rovinná silová sústava ZADANIE 1 _ ÚLOHA 3

[ v 0 = at r + (at r ) 2 + 2as = 16,76 m/s ]

- pravac n je zadan s točkom T(2,0) i koeficijentom smjera k=2. (30 bodova)

Elektronická stabilizácia jazdy vozidla ESP

6 Limita funkcie. 6.1 Myšlienka limity, interval bez bodu

A) výpočet momentu zotrvačnosti

Súčtové vzorce. cos (α + β) = cos α.cos β sin α.sin β cos (α β) = cos α.cos β + sin α.sin β. tg (α β) = cotg (α β) =.

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

Povrch a objem ihlana

Príklady z Fyziky týždeň

Dostredivá sila. Ak sa častica pohybuje po zakrivenej dráhe, má dostredivé zrýchlenie a teda naň musí pôsobiť dostredivá sila

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

23. Zhodné zobrazenia

Odporníky. 1. Príklad1. TESLA TR

STATIKA STAVEBNÝCH KONŠTRUKCIÍ I Doc. Ing. Daniela Kuchárová, PhD. Priebeh vnútorných síl na prostom nosníku a na konzole od jednotlivých typov

58. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2016/2017 Okresné kolo kategórie F Riešenia úloh

DVE ÚROVNE VYUČOVANIA FYZIKY NA STREDNEJ ŠKOLE ENERGIA ROTAČNÉHO POHYBU

Tomáš Madaras Prvočísla

Technická univerzita v Košiciach Fakulta elektrotechniky a informatiky MATEMATIKA II. Zbierka riešených a neriešených úloh

Analytická geometria pre tých, ktorí jej potrebujú rozumieť

KATALÓG KRUHOVÉ POTRUBIE

Východ a západ Slnka

Zrýchľovanie vesmíru. Zrýchľovanie vesmíru. o výprave na kraj vesmíru a čo tam astronómovia objavili

1 MECHANIKA TEKUTÍN. 1.2 Hydrostatika nestlačiteľnej kvapaliny

4 DYNAMIKA SÚSTAVY HMOTNÝCH BODOV 1

Integrovanie racionálnych funkcií

Pevné ložiská. Voľné ložiská

HASLIM112V, HASLIM123V, HASLIM136V HASLIM112Z, HASLIM123Z, HASLIM136Z HASLIM112S, HASLIM123S, HASLIM136S

Analýza údajov. W bozóny.

Kontrolné otázky z jednotiek fyzikálnych veličín

Úvod. Na čo nám je numerická matematika? Poskytuje nástroje na matematické riešenie problémov reálneho sveta (fyzika, biológia, ekonómia,...

Analytická geometria

8. TRANSFORMÁCIA SÚRADNÍC

7 Derivácia funkcie. 7.1 Motivácia k derivácii

-h sα + h sψ + h sψ - p sα 0

Matematika 2. časť: Funkcia viac premenných Letný semester 2013/2014

η = 1,0-(f ck -50)/200 pre 50 < f ck 90 MPa

Úvod do lineárnej algebry

Pilota600mmrez1. N Rd = N Rd = M Rd = V Ed = N Rd = M y M Rd = M y. M Rd = N 0.

Zadania. Obr Tlak vody vo vodovodnom potrubí na prízemí budovy je 20 atmosfér. Aká najvyššia môže byťbudova,abyajnajejvrchutieklavodazvodovodu?

C. Kontaktný fasádny zatepľovací systém

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Heslo vypracovala: Mgr. Zuzana Krišandová Astronomický ústav Slovenskej akadémie vied

Fyzika Zeme. Prednáška pre poslucháčov geológie bakalárskeho štúdia. Adriena Ondrášková

Obsah. 1.1 Reálne čísla a ich základné vlastnosti Komplexné čísla... 8

y K K = (x K ) K= ( cos α, sin α) x = cos α y = sin α ,y K x K Klasická dynamika

Dijagrami: Greda i konzola. Prosta greda. II. Dijagrami unutarnjih sila. 2. Popre nih sila TZ 3. Momenata savijanja My. 1. Uzdužnih sila N. 11.

STRIEDAVÝ PRÚD - PRÍKLADY

7 Mechanika tuhého telesa

Transcript:

Ústav aplikovanej mechaniky a mechatroniky, SjF SU Bratislava; wwwatcsjfstubask echnická mechanika 0 3 BEK, 0 0 BDS pre bakalárov, zimný sem docingfrantišek Palčák, PhD, ÚAMM 000 7 Cvičenie: Dynamika všeobecného pohybu telesa Sférický pohyb telesa, Eulerove uhly Eulerove kinematické rovnice Gyroskopický moment Prednáška: Dynamické reakcie v ložiskách, vyvažovanie tuhých rotorov Dynamika všeobecného pohybu telesa Sférický pohyb telesa, Eulerove uhly Eulerove kinematické rovnice Dynamika všeobecného pohybu telesa Königova veta Königova veta E kv= E k + EkR pre celkovú kinetickú energiu valiaceho sa kolesa, EK mv Iz a časová derivácia EK r mvv Iz Dráhová hybnosť Dráhová hybnosť H ťažiska, H mv, resp H ma rýchlosť a je zrýchlenie ťažiska a Uhlová hybnosť Uhlová hybnosť KA KA KAR má dve zložky:, kde v je KA r mv Iz Časová derivácia bude: K A= K A+ K AR, KA r ma Iz, tiež KA r F M Rovnováha dráhovej hybnosti (LMB) Rovnováha uhlovej hybnosti (AMB) Rovnováha výkonov (PB) Fi ma linear momentum balance M r ma I i A z Fv M mvv Iz Príklad Ťažisko kolesa 3 automobilu má danú rýchlosť v 3, hmotnosť m a polomer r C Úloha: Vypočítajte celkovú kinetickú energiu EkV kolesa 3 pri všeobecnom pohybe 3/ Riešenie: Vychádzame z Königovej vety E kv= E k + EkR pre celkovú kinetickú energiu EkV kolesa 3, kde E k = mv je kinetická energia kolesa 3 pri translačnej zložke a E kr = Iz3 je kinetická energia kolesa 3 pri rotačnej zložke všeobecného pohybu

Ústav aplikovanej mechaniky a mechatroniky, SjF SU Bratislava; wwwatcsjfstubask Obr Všeobecný pohyb 3/ kolesa 3 telesa podľa teórie rozkladu všeobecného pohybu telesa na (translačný () + rotačný (okolo ), ktorú navrhli Cauchy (87) a Poisson (834) Príklad Úloha: Na ťažisko kolesa 3 hmotnosti m a polomeru r pôsobí sila F a daný je súčiniteľ f S šmykového trenia pri valení Pri akej hodnote sily F nastane šmyk? Obr a) sila F pôsobiaca na ťažisko kolesa 3, b) obrázok uvoľnenia Riešenie: Podľa obrázka uvoľnenia (Obrb) pre translačnú a rotačnú zložku všeobecného pohybu kolesa 3 sú rovnice rovnováhy: Fix 0: - ma + F - x= 0 F 0: - G + N y= 0 iy M 0 M I α, i : z Vzhľadom na I z = mr a pre tangenciálne a r α zrýchlenie ťažiska dostaneme po úprave podmienku F < 3 pre valenie a podmienku F > 3 pre šmyk x x

Ústav aplikovanej mechaniky a mechatroniky, SjF SU Bratislava; wwwatcsjfstubask Sférický pohyb telesa, Eulerove uhly Eulerove kinematické rovnice Obr3 Polohovanie telesa SAB z východiskovej polohy SAB do danej konečnej polohy SAB sférickým premiestnením pomocou otvoreného mechanizmu Otvorený sférický mechanizmus (počet členov u ) s motorčekmi D, D, D 3 na Obr3 slúži na premiestnenie ovládacej páčky E z danej východiskovej polohy SBI EI do danej konečnej polohy SB E sférickým premiestnením (Eulerove uhly: precesia, nutácia θ 3 a lokálna rotácia φ 43 ) Východisková poloha lokálnej súradnicovej sústavy (O,x,y,z ) I telesa E je totožná so vzťažnou súradnicovou sústavou (O,x,y,z ) Jednoznačne daná priesečnica x rovín x (x,y ) (x,y ) poskytuje uhol precesie (x, x ), alebo (y, y ), o ktorý treba pootočiť lokálnu súradnicovú sústavu E okolo osi z O uhol nutácie θ (z, z ) ktorý vyplýva za vzájomnej polohy osí z, z alebo θ (y, y θ) treba pootočiť lokálnu súradnicovú sústavu E okolo osi x Lokálna súradnicová sústava telesa E sa dostane do konečnej polohy (O,x,y,z ) po pootočení (lokálna rotácia) okolo osi z o uhol φ (x,x ), alebo φ (y θ,y )

Ústav aplikovanej mechaniky a mechatroniky, SjF SU Bratislava; wwwatcsjfstubask Okamžitá uhlová rýchlosť sférického pohybu telesa E bude vyplývať z toho za aký čas a ako (rovnomerne, nerovnomerne) sa má teleso E premiestniť z danej východiskovej do danej konečnej polohy Okamžitá uhlová rýchlosť sférického pohybu telesa E voči vzťažnému rámu bude mať súradnice vyjadrené v lokálnych sústavách ako súčet uhlových rýchlostí ki θ i φk Motorčeky D, D, D 3 otvoreného mechanizmu môžu uskutočniť pootočenia dané uhlami precesie, nutácie θ 3 a vlastnej rotácie φ 43 postupne, alebo súčasne eleso E sa z danej východiskovej do danej konečnej polohy dostane najrýchlejšie ak budú motorčeky D, D, D 3 pracovať súčasne Potom stredná konštantná uhlová rýchlosť 4A sférického pohybu telesa E bude daná súčtom stredných konštantných uhlových rýchlostí 4A= A+ θ 3A+ φ 43A Na to, aby sme mohli vyjadriť okamžitú rýchlosť v A koncového bodu A sprievodiča rotujúceho telesa E je potrebné pretransformovať vektor = k I + θi + φk okamžitej uhlovej rýchlosti sférického pohybu telesa E do lokálnej súradnicovej sústavy (O,x,y,z ) E= x i + y j + zk E = (sθsφ + θcφ)i + (sθcφ - θsφ)j + (cθ + φ)k Eulerove kinematické rovnice sú dané súradnicami ( x, y, z) Dynamika sférického pohybu telesa Eulerov-Poinssotov bezsilový zotrvačník: = S, ťažisko je v strede S sférického pohybu telesa dk 0, teda K konst dt Lagrangeov-Poinssotov ťažký zotrvačník (Obr4): S, ťažisko nie je v strede S sférického pohybu telesa Obr4 Lagrangeov-Poinssotov ťažký zotrvačník dk, MS K, K I z φ MS r G = dt Gyroskopický moment MG - K = - Izφ - IzαR, kde αr φ je Résalovo uhlové zrýchlenie Keďže MG K = K, potom MS MG 0

Ústav aplikovanej mechaniky a mechatroniky, SjF SU Bratislava; wwwatcsjfstubask Príklad 3 Predné koleso (teleso 4 na obr5) bicykla má okolo osi z uhlovú rýchlosť φ a moment zotrvačnosti I z potom jeho uhlová hybnosť bude K I z φ Pri klopení roviny kolesa okolo pozdĺžnej osi z bude uhlová rýchlosť prvej precesie Uhol θ nutácie zvierajú osi π z a z, teda θ = konst Úloha : Ako vznikne prvý gyroskopický moment M G? Prečo bude potom pôsobiť vyrovnávajúci gyroskopický moment M G? Obr5 Stabilizácia predného kolesa bicykla Riešenie akcia: Pri klopení roviny kolesa okolo pozdĺžnej osi z uhlovou rýchlosťou precesie sa bude otáčať aj vektor K I z φ uhlovej hybnosti akcia: Otáčanie vektora K I z φ uhlovej hybnosti vyvolá vznik prvého gyroskopického momentu MG K, 3 akcia: Prvý gyroskopický moment MG K spôsobí stáčanie roviny kolesa uhlovou rýchlosťou druhej precesie 4 akcia: Druhá rotácia vektora K I z φ uhlovej hybnosti vyvolá vznik druhého gyroskopického momentu MG K, ktorý pôsobí proti klopeniu roviny kolesa a koleso vracia do zvislej polohy, teda ho stabilizuje