Механическая система состоит из трех тел: груза -1 m1=40кг, блока– 2 m2=30кг, блока-3 m3=40кг(тело 3 считать однородным сплошным цилиндром). в начальный момент времени заданная механическая система находится в покое. приводит в движение систему внешняя сила f= 240н и вращающий момент мвр 150н*мпринимаются следующие допущения: гибкие связи – нерастяжимые, невесомые и не проскальзывающие поблокам; участки гибких связей параллельны друг другу исоответствующим плоскостям; трение в шарнирах отсутствует; в системе действуют силы трения скольжения (коэффициент трения скольжения f 0.3) и момент пары сопротивления качению с коэффициентом трения качения fk 0,4 см соотношение больших и малых радиусов: - r 2r 40см , i 0,67r – радиус инерции ступенчатого блока 2; - требуется: исследовать возможные направления движения груза 1; используя теорему об изменении кинетической энергии механическойсистемы, вычислить ускорение первого тела и угловые ускорения блоков 2 и 3; применив общее уравнение динамики, вычислить ускорение первого тела и угловые ускорения блоков 2 и 3; используя принцип даламбера, вычислить натяжение нити между телом «1» и ближайшим к нему блоком «2» или «3». используя принцип даламбера, вычислить натяжение нити междублоками «2» и «3».
1) Исследование направления движения груза 1:
Для определения возможных направлений движения груза 1, необходимо рассмотреть силы, действующие на него. В данной системе силы внешней силы f и силы натяжения нитей τ1 и τ2 действуют по направлению движения блока 3. Таким образом, направление движения груза 1 будет таким, чтобы силы натяжения нитей направлены от груза к блоку 3.
2) Вычисление ускорения первого тела и угловых ускорений блоков 2 и 3, используя теорему об изменении кинетической энергии:
Кинетическая энергия системы T1 в начальный момент времени равна нулю, так как система находится в покое. Запишем изменение кинетической энергии системы ΔТ1:
ΔT1 = T1 - T1_нач = T1 - 0 = T1
ΔT1 = (m1 * a1^2) / 2 + (i3 * ω3^2) / 2 + (i2 * ω2^2) / 2
где, a1 - ускорение первого тела,
i2, i3 - моменты инерции блоков 2 и 3,
ω2, ω3 - угловые скорости блоков 2 и 3.
Таким образом, можно найти ускорение первого тела a1 и угловые ускорения блоков 2 и 3.
3) Вычисление ускорения первого тела и угловых ускорений блоков 2 и 3, используя общее уравнение динамики:
Общее уравнение динамики для тела 1:
ΣF1 = m1a1
где, ΣF1 - сумма всех сил, действующих на тело 1.
Общее уравнение динамики для блока 2:
ΣМ2 = i2α2
где, ΣМ2 - сумма всех моментов, действующих на блок 2,
α2 - угловое ускорение блока 2.
Общее уравнение динамики для блока 3:
ΣМ3 = i3α3
где, ΣМ3 - сумма всех моментов, действующих на блок 3,
α3 - угловое ускорение блока 3.
Используя эти уравнения, можно вычислить ускорение первого тела a1 и угловые ускорения блоков 2 и 3.
4) Вычисление натяжения нити между телом 1 и ближайшим к нему блоком 2 или 3, используя принцип д'Аламбера:
Принцип д'Аламбера утверждает, что всякая сила, действующая на данную систему, должна быть уравновешена силами, действующими в системе.
Таким образом, можно вычислить натяжение нити между телом 1 и ближайшим к нему блоком 2 или 3.
5) Вычисление натяжения нити между блоками 2 и 3, используя принцип д'Аламбера:
Также, согласно принципу д'Аламбера, можно вычислить натяжение нити между блоками 2 и 3.
Итак, для решения данной задачи необходимо последовательно применять указанные выше шаги и использовать законы механики: теорему об изменении кинетической энергии, общее уравнение динамики и принцип д'Аламбера. В каждом шаге нужно учесть все даны данные и соответствующие условия задачи. Более подробное решение можно получить, если иметь точные значения всех данных и пользуясь справочной литературой или другими ресурсами.