Контрольная работа: Динамическое поведение механической системы с упругими связями
- показатель степени затухания колебаний.
- относительная амплитуда возмущающей силы.
Начальные условия:
(12)
Уравнения (11), (12) представляют математическую модель для решения второй задачи динамики.
2. Определение реакций внешних и внутренних связей
Для решения этой задачи расчленим механизм на отдельные части и построим расчетные схемы для каждого тела (рис.3). На расчетных схемах, помимо ранее введенных сил, показаны реакции (силы натяжения) нитей, связывающих груз и блок 2, блок 2 и горизонтальную поверхность, блоки 2 и 3, блок 3 и каток 4: .
К каждому телу, изображенному на расчетной схеме (рис. 3), применим
две основные теоремы механики материальной системы:
теорему об изменении количества движения
(13)
и теорему об изменении кинетического момента относительно оси z, проходящей через центр масс твердого тела
(14)
Для каждого тела данные уравнения запишем в проекциях на оси координат соответственно схемам рис. 3:
тело 1 :
тело 2 :
тело 3 :
тело 4 :
Из этих уравнений можно получить формулы для реакций связей:
(15)
Для проверки выражений реакций связей, подставим их в оставшееся неиспользованное уравнение:
После подстановки и упрощений получаем уравнение, совпадающее с уравнением (11).
3. Определение закона движения системы
Найдем решение дифференциального уравнения движения механической системы (11). Данное дифференциальное уравнение относится к классу линейных неоднородных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Решение таких уравнений можно найти аналитически. Общее решение неоднородного дифференциального уравнения (11) складывается из общего решения однородного уравнения
(16)
соответствующего данному неоднородному уравнению, и какого-либо частного решения уравнения (11), т.е.