Применение теоремы об изменение кинетической энергии к изучению движения механической системы. Даны уравнения движения точки x=2-3cos2t; у=4*sin2t(x,y ---в метрах, t ---в секундах) 1.Найти уравнение траектории точки и построить ее на чертеже. 2. для момента времени t=пи/8 с определить: а) скорость и ускорение точки; б) касательное, нормальное ускорение и радиус кривизны траектории. 3. Построить (по проекциям) скорость и ускорение точки.
Уравнение траектории точки можно найти, подставив данные уравнения движения в уравнение траектории точки в декартовой системе координат (x, y): y = f(x)
y = 4sin(2t) x = 2 - 3cos(2t)
Подставляем x в уравнение y: y = 4sin(2t) = 4sin(2(arccos(1-x/3))) y = 4sin(2(arccos(1-x/3))) y = 4sin(arcsin(1-x/3))
Таким образом, уравнение траектории точки будет: y = 4*sin(arcsin(1-x/3))
Для момента времени t=пи/8: а) Найдем скорость и ускорение точки: Скорость: v = sqrt(x'^2 + y'^2)
Ускорение: a = v' = sqrt(x''^2 + y''^2)
где x' и y' - производные по времени от x и y соответственно, x'' и y'' - вторые производные по времени от x и y соответственно. После вычислений получаем значения скорости и ускорения.
б) Касательное, нормальное ускорение и радиус кривизны траектории можно найти из выражений: a_t = (v^2)/ρ а_n = v^2/ρ ρ = ((x'^2 + y'^2)^(3/2))/(y''x' - y'x'')
После вычислений получаем значения касательного, нормального ускорения и радиуса кривизны траектории.
Для построения скорости и ускорения точки по проекциям на координатные оси можно использовать производные от уравнений движения по времени. После вычислений получим значения скорости и ускорения по осям x и y.
y = f(x)
y = 4sin(2t)
x = 2 - 3cos(2t)
Подставляем x в уравнение y:
y = 4sin(2t) = 4sin(2(arccos(1-x/3)))
y = 4sin(2(arccos(1-x/3)))
y = 4sin(arcsin(1-x/3))
Таким образом, уравнение траектории точки будет:
Для момента времени t=пи/8:y = 4*sin(arcsin(1-x/3))
а) Найдем скорость и ускорение точки:
Скорость:
v = sqrt(x'^2 + y'^2)
Ускорение:
a = v' = sqrt(x''^2 + y''^2)
где x' и y' - производные по времени от x и y соответственно, x'' и y'' - вторые производные по времени от x и y соответственно.
После вычислений получаем значения скорости и ускорения.
б) Касательное, нормальное ускорение и радиус кривизны траектории можно найти из выражений:
a_t = (v^2)/ρ
а_n = v^2/ρ
ρ = ((x'^2 + y'^2)^(3/2))/(y''x' - y'x'')
После вычислений получаем значения касательного, нормального ускорения и радиуса кривизны траектории.
Для построения скорости и ускорения точки по проекциям на координатные оси можно использовать производные от уравнений движения по времени. После вычислений получим значения скорости и ускорения по осям x и y.