Поступальним називається такий рух твердого тіла, при якому будь-яка пряма, пов’язана з тілом, під час руху залишається паралельною сама собі.
Прикладами поступального руху тіла можуть бути: рух поршня двигуна, рух кузова автомобіля на прямолінійній ділянці дороги, рух педалі велосипеда, колеса якого котяться по прямій дорозі і т. д.
Траєкторії точок тіла при поступальному русі можуть бути прямі або будь-які завгодно криві лінії.
Теорема.При поступальному русі твердого тіла всі його точки описують однакові за формою траєкторії і в кожний момент часу мають геометрично рівні швидкості та прискорення.
Для доведення теореми візьмемо відрізок АВ в тілі, що рухається поступально відносно системи відліку (рис. 14.1). Нехай і – радіуси-вектори точок і , які проведені з точки .Із векторного трикутника маємо:
. (14.1)
В цьому рівнянні вектор = , оскільки розглядається поступальний рух абсолютно твердого тіла, а і – змінні вектори.
Із формули (14.1) видно, що траєкторія точки є паралельним перенесенням траєкторії точки на сталий вектор . Отже, при поступальному русі тіла його точки описують однакові за формою траєкторії.
Визначивши похідну за часом від обох частин виразу (14.1), маємо:
.
Тут , оскільки = , тобто
. (14.2)
Диференціюючи (14.2) за часом, одержимо
або . (14.3)
Із (14.2) і (14.3) бачимо, що при поступальному русі твердого тіла всі його точки у даний момент часу мають геометрично однакові швидкості і прискорення.
Наслідок. Поступальний рух твердого тіла цілком визначається рухомоднієї будь-якої його точки, яка називається полюсом.
У декартовій системі координат рівняння поступального руху твердого тіла мають вигляд:
; ; , (14.4)
де , , – координати полюса.
Тут маємо три ступеня вільності три узагальнені координати, три рівняння руху.
Для вивчення поступального руху тіла справедливі закономірності кінематики точки.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 1879;