Главная > ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА. TОМ ВТОРОЙ (Г. ЛАМБ)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Задача об определении напряжений в движущемся теле относится к теории упругости и сбычно является очень трудной задачей. Однако вопросы, связанные с перерезывающими усилиями и изгибающими моментами в стержнях, находящихся в днижении, можно решиъ обыкновенными методами статики („Статика § 27) при условии, конечно, учета ${ }_{n}$ эффективных “ сил. Приведем следующий пример.
Рассмотрим случай однородного, стержня с массою $m$ и длиною $l$, который качается, как маятник, около одного из своих концов. Напряжения в поперечном с́ечении в точке $Q$ на рагстоянии $\boldsymbol{x}$ от свободного конца $A$ статически экивалентны натяжению $T$, перерезывающей силе $F$ и изгибающему момену $M$ (фиг. 66). Положительные направления этих величин мы примем, как указано на чертеже.

Часть $Q . A$ стержня имеет массу $m \frac{x}{l}$. Центр ее движется по окружности радиуса $l-\frac{1}{2} x$. Следовательно, если мы обозначим через $\theta$ угол наклона стержня к вертикали, то, проектируя силы на ось стержня и на периендикулярное к ней направление, мы получим систему уравнений:
\[
\begin{array}{l}
\frac{m x}{l}\left(l-\frac{1}{2} x\right) \dot{\theta^{2}}=T-\frac{m g x}{l} \cos \theta, \\
\frac{m x}{l}\left(l-\frac{1}{2} x\right) \ddot{\theta}=F-\frac{m g x}{l} \sin \theta .
\end{array}
\]

Заметим, что полагая $x=l$, мы получим уравнения (1) $\S 60$ с соответственно измененными обпзначениями. Далее, момент инерции части $A Q$. относительно ее центра будет:
\[
\frac{m x}{l} \cdot \frac{1}{12} x^{2}
\]

следовательно, рассматривж вращательное движение, мы получим:
\[
\frac{1}{12} \frac{m x^{3}}{l} \ddot{\theta}=M-F \cdot \frac{1}{2} x \text {. }
\]

Полагая же $I=\frac{1}{3} M l^{2}, \quad h \simeq \frac{1}{2} l$ в уравнении (1) §551), ма получим:
\[
\ddot{\theta}=-\frac{3}{2} \frac{g}{l} \sin \theta \text {. }
\]

Подставив это выражение в (2) и (3), мы найдем:
\[
\begin{array}{l}
F=\frac{m g \sin \theta}{4 l^{2}} x(3 x-2 l) . \\
M=\frac{m g \sin \theta}{4 l-} x^{2}(x-l) .
\end{array}
\]

Эти значения зависят только от положения стеркня. Что же касается силы нагяжения, которая равна
\[
T=\frac{m g x}{l} \cos \theta+\frac{m x}{l}\left(l-\frac{1}{2} x\right) \dot{0}^{2},
\]

то она будет зависеть также и от начальных условий. Если $x=l$, то мы в соответствии с $\S 60$ (7) имеем $F=\frac{1}{4} m g \sin \theta$.

Конечно, при вычислениях, подобных приведенным выше, предполагается, что стержень является абсолютно твердым. Такое предпол жение в случае колебательного движения законно лишь при условии, что педиод наблюдаемых колебаний в сравнении с пернолои свободных упру;их колебаний велик. Если это услоние не соблюдается, то следует принять в расчет действие упругих смещений, и получаемые таким путем результаты могут сильно разойтись с выводами, полученными при применении предыдущих методов.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru