Merev testek kinematikája



Hasonló dokumentumok
Merev testek kinematikája

Fizika és 6. Előadás

EGYSZERŰ GÉPEK. Azok az eszközök, amelyekkel kedvezőbbé lehet tenni az erőhatás nagyságát, irányát, támadáspontjának helyét.


MECHANIKA 1. félév 2006

KÖRMOZGÁS, REZGŐMOZGÁS, FORGÓMOZGÁS

Digitális tananyag a fizika tanításához

3.1. Példa: Szabad csillapítatlan rezgőrendszer. Adott: A 2a hosszúságú, súlytalan, merev

Rugalmas hullámok terjedése. A hullámegyenlet és speciális megoldásai

A Hamilton-Jacobi-egyenlet

Mozgás centrális erőtérben

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Merev test mozgása. A merev test kinematikájának alapjai

Newton törvények, lendület, sűrűség

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1 Klasszikus mechanika

A FÖLD PRECESSZIÓS MOZGÁSA

MateFIZIKA: Pörgés, forgás, csavarodás (Vektorok és axiálvektorok a fizikában)

0. Matematika és mértékegységek

a domború tükörrıl az optikai tengellyel párhuzamosan úgy verıdnek vissza, meghosszabbítása

Gyakorló feladatok Feladatok, merev test dinamikája

Irányításelmélet és technika I.

Osztályozó, javító vizsga 9. évfolyam gimnázium. Írásbeli vizsgarész ELSŐ RÉSZ

Darupályák ellenőrző mérése

Fizika és 3. Előadás

Newton törvények, erők

rnök k informatikusoknak 1. FBNxE-1

Alapmőveletek koncentrált erıkkel

6. MECHANIKA-STATIKA GYAKORLAT Kidolgozta: Triesz Péter egy. ts. Négy erő egyensúlya, Culmann-szerkesztés, Ritter-számítás

Tehetetlenségi nyomaték, impulzusmomentum-tétel, -megmaradás

1. Feladatok merev testek fizikájának tárgyköréből

28. Nagy László Fizikaverseny Szalézi Szent Ferenc Gimnázium, Kazincbarcika február 28. március osztály

(1) Definiálja a mechanizmus fogalmát! Mechanizmuson gépek, berendezések mechanikai elven működő részeinek együttesét értjük.

Fizika I. Dr. Gugolya Zoltán egyetemi adjunktus. Pannon Egyetem Fizika Intézet N. ép. II. em szoba

Az inga mozgásának matematikai modellezése

Ábragyűjtemény levelező hallgatók számára

Az M A vektor tehát a három vektori szorzat előjelhelyes összege:

9. ábra. A 25B-7 feladathoz

KERESZTMETSZETI JELLEMZŐK

Forgatónyomaték, egyensúlyi állapotok Az erőnek forgató hatása van. Nagyobb a forgatóhatás, ha nagyobb az erő, vagy nagyobb az erő és a forgástengely

Oktatási Hivatal FIZIKA. I. kategória. A 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2. forduló. Javítási-értékelési útmutató

X. MÁGNESES TÉR AZ ANYAGBAN

IMPULZUS MOMENTUM. Impulzusnyomaték, perdület, jele: N

Gyakorlati útmutató a Tartók statikája I. tárgyhoz. Fekete Ferenc. 5. gyakorlat. Széchenyi István Egyetem, 2015.

Alkalmazott Mechanika Tanszék. Széchenyi István Egyetem

Mechanika. I. előadás február 25. Mechanika I. előadás február / 31

v i = v i V. (1) m i m i (v i V) = i P = i m i V = m i v i i A V = P M

Elektromos töltés helyzeti energiája, elektromos potenciál, az elektrosztatika I. alaptörvénye

Fizika 1 Mechanika órai feladatok megoldása 10. hét

q=h(termékek) H(Kiindulási anyagok) (állandó p-n) q=u(termékek) U(Kiindulási anyagok) (állandó V-n)

DINAMIKA ALAPJAI. Tömeg és az erő

Szeretném felhívni figyelmüket a feltett korábbi vizsgapéldák és az azokhoz tartozó megoldások felhasználásával kapcsolatban néhány dologra.

Mérnöki alapok 2. előadás

Chasles tételéről. Előkészítés

Gépészmérnöki alapszak Mérnöki fizika ZH NÉV: október 18. Neptun kód:...

2. REZGÉSEK Harmonikus rezgések: 2.2. Csillapított rezgések

,...,q 3N és 3N impulzuskoordinátával: p 1,

A mérés célkitűzései: A matematikai inga lengésidejének kísérleti vizsgálata, a nehézségi gyorsulás meghatározása.

Mit nevezünk nehézségi erőnek?

3. Az alábbi adatsor egy rugó hosszát ábrázolja a rá ható húzóerő függvényében:

Elektromos töltés helyzeti energiája, elektromos potenciál, az elektrosztatika I. alaptörvénye

2.3 Newton törvények, mozgás lejtőn, pontrendszerek

Kérdések Fizika112. Mozgás leírása gyorsuló koordinátarendszerben, folyadékok mechanikája, hullámok, termodinamika, elektrosztatika

Lejtn guruló golyó nemlineáris irányítása

A Maxwell - kerékről. Maxwell - ingának is nevezik azt a szerkezetet, melyről most lesz szó. Ehhez tekintsük az 1. ábrát is!

Munka, energia Munkatétel, a mechanikai energia megmaradása

Alapvető mechanikai elvek

Fizika. Fizika. Nyitray Gergely (PhD) PTE PMMIK február 13.

A Maxwell-féle villamos feszültségtenzor

Ehhez tekintsük a 2. ábrát is! A födém és a fal síkját tekintsük egy - egy koordinátasíknak, így a létra tömegközéppontjának koordinátái: ( 2 )

Speciális mozgásfajták

Lendület. Lendület (impulzus): A test tömegének és sebességének szorzata. vektormennyiség: iránya a sebesség vektor iránya.

Bevezetés az elméleti zikába

5. IDŐBEN VÁLTOZÓ ELEKTROMÁGNESES TÉR

Rezgőmozgás. A mechanikai rezgések vizsgálata, jellemzői és dinamikai feltétele

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Erők (rug., grav., súly, súrl., közegell., centripet.,), forgatónyomaték, egyensúly Rugalmas erő:

ELLIPSZISLEMEZ MÁSODRENDŰ RÖGZÍTÉSE. Írta: Hajdu Endre

PÉLDÁK ERŐTÖRVÉNYEKRE

Robotirányítási rendszer szimulációja SimMechanics környezetben

FOKOZAT NÉLKÜLI KAPCSOLT BOLYGÓMŰVES






HELYI TANTERV. Mechanika

DINAMIKA A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév)

Az elméleti mechanika alapjai

Mechanizmusok vegyes dinamikájának elemzése

Lencsék fókusztávolságának meghatározása

Elektromos töltés helyzeti energiája, elektromos potenciál, az elektrosztatika I. alaptörvénye

A K É T V É G É N A L Á T Á M A S Z T O T T T A R T Ó S T A T I K A I V IZS-

Elektrokémia 02. (Biologia BSc )

Oktatási Hivatal FIZIKA I. KATEGÓRIA. A 2016/2017. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny döntő forduló FELADATOK

Kinematikai alapfogalmak

A nagyobb tömegű Peti 1,5 m-re ült a forgástengelytől. Összesen: 9p

FIZIKA. Ma igazán feltöltődhettek! (Elektrosztatika) Dr. Seres István

200 éves a kerékpár. Pósfalvi Ödön Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Műszaki folyamatok közgazdasági elemzése. Kevert stratégiák és evolúciós játékok

1. ábra. 24B-19 feladat

Átírás:

Mechanka BL0E- 3. előadás 00. októbe 5. Meev testek knematkáa Egy pontendszet meev testnek tekntünk, ha bámely két pontának távolsága állandó. (f6, Eule) A meev test tetszőleges mozgása leíható elem tanszlácók és elem otácók összegeként. Elfodulás a z-tengely köül: v y xω, v yω, v ω x v ω obbcsava h m k hüvelyk középső mutató c a bsnθ obbkéz-szabály

Meev teste ható eő eő hatásvonal támadáspont Meev teste ható eőendsze endsze edukálása. A meev test két egyenlő nagyságú és ellentétes ányú eő hatása alatt akko van egyensúlyban, ha az eők hatásvonala egybeesnek. nncs egyensúlyban egyensúlyban van

Meev teste ható eőendsze endsze edukálása. A meev teste ható eő támadásponta a testben a hatásvonal mentén tetszőlegesen eltolható. Meev teste ható eőendsze endsze edukálása 3. Két nem páhuzamos hatásvonalú eő összetevése. k k

Meev teste ható eőendsze endsze edukálása 4. Két páhuzamos hatásvonalú, azonos ányú eő összetevése. + k k Meev teste ható eőendsze endsze edukálása 5. Két páhuzamos hatásvonalú, ellentétes ányú, de nem egyenlő nagyságú eő összetevése.

Az eőpá Eőpá: két antpaalel, egyenlő nagyságú és különböző hatásvonalú eő. Hatása NEM helyettesíthető egyetlen eővel. Az eőpá fogatónyomatéka független a fogáspont helyzetének megválasztásától, ánya a obbcsavanak megfelelően meőleges az eőpá síkáa, nagysága pedg az eőka (d) és az egyk eő nagyságának () szozatával egyezk meg. M + ( ) ( ) l M l snϑ d ány: obbkéz-szabály A tengelye vonatkoztatott fogatónyomaték ekvvalens az eőpá fogatónyomatékával (az eő páa a tengelyben ébed). Tetszőleges eőendsze endsze edukálása Ha egy meev teste n db eő hat, akko ezen eők hatása ekvvalens a test egy O pontában vett eedőük és az eőkből képezhető n eőpá fogatónyomatékanak hatásával. Egy tetszőleges eőendsze hatása edukálható egy eedő eőe és egy eedő fogatónyomatéka. e és Me M

A meev test egyensúlya 0 és M 0 A meev test akko és csak akko van egyensúlyban, ha a á ható eők eedőe zéus ÉS van legalább egy olyan ponta, melye nézve a nyomatékok összege s zéus. (A Budó könyv defnícóa hbás!) vagy a nyomatékok összege a test bámely pontáa vonatkoztatva zéus. (Nncs benne a Budóban.) (Kísélet: úd egyensúlya lm: 700/7) Lássuk be, hogy a fent két defnícó ekvvalens/egyenétékű! A. defnícó szent n O ponta: 0 n O O ponta: 0 O O n n O+ O + 0 n O + 0 0 n csak akko telesülhet, ha 0, am nem más, mnt az. defnícó. A tömegkt megközéppont megkeesése se Egy test súlyponta az a pont, melyen a test súlyának hatásvonala a test mnden helyzetében átmegy, s amely pont ezét a test súlyának támadáspontaként teknthető. Achmedes m TKP m [a pontendszee vonatkozó mpulzustétel: külső, m m d d I m d mv m d bővítve a pontendsze össztömegével (Kísélet: tömegközéppont megkeesése) d d m m m d m d d m d TKP a tömegpontok tömege dőben állandó m összes a deválás és az összegzés soende felcseélhető a TKP m ] Ez pedg a tömegközéppont mozgásának tétele.

Az egyensúly helyzet típusa t és ellemzésük stabl labls közömbös (Kísélet: golyó óaüveggel) Egy meev test, amelye szabadeőként csak a saát súlya hat, akko van stabls (labls) helyzetben, ha ebben a helyzetben a test súlyponta mélyebben (magasabban) van, mnt bámely szomszédos helyzetben. (Stabl egyensúly helyzet esetén a tömegközéppontban támadó súly fogatónyomatéka olyan, hogy a testet az egyensúly helyzet felé téít vssza.) (Kísélet: Jancska a dótkötél táncos ILM: Egyensúly helyzetek) Dchlet tétele: A mechanka enega tételnek eleget tevő endszeek akko vannak stabls egyensúly helyzetben, ha ebben a endsze potencáls enegáának mnmuma van. A vtáls munka elve A legtöbb egyensúly poblémánál az anyag ponta, lletve a ktee teste ható eők között a szabadeők mellett előe nem megadott kényszeeők s fellépnek. Ilyen esetekben elentősen egyszeűsít a poblémák kezelését, a vtuáls munka elve. Tekntsük a matematka nga esetét: Vtuáls elmozdulás, δ: a kénysze által megengedett elem elmozdulás (pl. a, b, c) b c B mg a c a A mg b Vtuáls munka, δw: a vtuáls elmozdulás soán végzett elem munka A szabadeő vtuáls munkáa δw δ mg cos( ( δ, mg)) az A pontban: δw a >0, δw b <0, δw c 0 a B pontban: δw a 0, δw b 0, δw c <0 A vtáls munka elve: Egy mechanka endsze akko és csak akko van egyensúlyban, ha a endsze bámely vtuáls elmozdulásánál a szabadeők összes munkáa zéus, vagy negatív. Benoull

Emelő típusúak: emelők Egyszeű gépek. A munkagépek legegyszeűbb alaptípusa, melyek eőátvtel eszközök s. Segítségükkel eőt megtakaíthatunk, de munkát/enegát temészetesen nem! Az eő és a tehe hatása alat álló endsze egyensúlyának vzsgálátával az egyszeű gépek működése megéthető, leíható. k G k G egykaú kétkaú hengekeék (keekes kút) G G Csgák, csgasook Egyszeű gépek. mozgócsga G n n R G R Mélegek: G közönséges csgaso dffeencáls csgaso hídméleg asztal méleg bllenősúlyos méleg

Egyszeű gépek 3. Lető típusúak: ék α a Gsn G l G G G csava G h Gtgα G π Rögzített tengely köül k l fogó meev test -> tehetetlenség nyomat maték Az mpulzusmomentumot eddg ponta vonatkoztatva smetük. Ezt most meg szeetnénk fogalmazn tengelye. N mv m( ω ) N z ωml ωθ (Kísélet: bablon építőkészlet) Θ kszámítása néhány egyszeű esetben Θ ml Θ m, m cső Θhenge

Stene tételt tel Ha smeük egy m tömegű test tehetetlenség nyomatékát egy a tömegközéppontán átmenő tengelye vonatkozóan, akko egy ezzel páhuzamos, attól s távolságban levő másk tengelye vonatkozóan: ΘΘ +ms TKP Henge/cső tszta gödülése letőn a TKP mgr snα Θ (Kísélet: tömö henge és cső gödülése letőn lm: 700/75) A ögzített z tengely köül k l fogó meev test mozgásegyenlete M z d ϕ Θ

Megfelelések Haladó mozgás x tengely mentén ogómozgás z-tengely köül koodnáta x szögelfodulás ϕ sebesség v x szögsebesség ω z gyosulás tömeg a x m szöggyosulás tehetetlenség nyomaték β z Θ eő x fomatónyomaték M z mpulzus mozgásegyenlet knetka enega I x d x mpulzusmomentum knetka enega N z d ϕ x m mozgásegyenlet M z Θ mv x Θω z Matematka nga zka nga (edukált hossz) Csavaás (tozós) nga Ingamozgás ϕ ϕ sn( ωt+ α) 0 hasnϕ ϕ ( ϕ 5 o ) Lneás nyomaték tövény ω matematka g l ω fzka mgs Θ ω tozós * D Θ Alkalmazások: evezós nga, ngaóa, metonóm... (Kísélet: állítható szögű, kétágú fzka nga) (Kísélet: spálugós tozós nga hengeel és csővel ILM: 700/76)

Szabad tengely (Kísélet: madzaga függesztett cső fogatása, mely nem meőlegesen van átfúva) A meev testnek általános esetben háom, egymása meőleges szabad tengelye van, nevezetesen a test tömegközéppontán átmenő háom fő tehetetlenség tengely. A fogás stabls a legnagyobb és a legksebb, míg labls a középső tehetetlenség nyomatéknak megfelelő tengely köül. Legstablsabb a legnagyobb tehetetlenség nyomatékhoz tatozó tengely köül fogás. (Kísélet: felfüggesztett úd és koong fogatása szmmetatengelyük köül) (lm: utalás a pögettyűknél bemutatása keülő bckl keék goszkópa) Pögettyűk Pögettyűnek nevezünk egy tetszőleges alakú és tömegeloszlású meev testet, ha egy ögzített, vagy ögzítettnek képzelhető pont köül fooghat. Eőmentes M 0 N áll. A súlypont köül foog. a) a szmm. tengely helyzete nem változk b) a szmm. tengely egy kökúpon mozog a tében állandó mpulzustengely köül. (nutácó) http://www.gyoscopes.og/ Súlyos A szmm. tengely függőleges tengelyű kökúp palásta mentén mozog. (pecesszó) ω p M 0 mgs N Goszkopkus nyomaték: * M N ω (lmek: bca keék ILM: MIT Physcs Demo -- Bcycle Wheel Gyoscope ILM: goscope) p