Точка вращается по окружности согласно уравнению

iSopromat.ru

Пример решения задачи по определению нормального, касательного и модуля полного ускорения точки, а также, угла с вектором скорости, точки, движущейся по окружности заданного радиуса и известному закону заданному уравнением.

Задача

Точка движется по окружности радиуса R=4 м, закон ее движения определяется уравнением s=4,5t 3 ( s в метрах, t в секундах).

Определить модуль полного ускорения и угол φ его с вектором скорости в тот момент t₁, когда скорость будет равна 6 м/с (рисунок 1.6).

Решение

Дифференцируя s по времени, находим модуль вектора скорости точки

Подставляя в это выражение значение скорости, получим 6=13,5t₁ 2 , откуда находим

Касательное ускорение для любого момента времени равно

Так как для окружности радиус кривизны ρ=R, то нормальное ускорение для любого момента времени равно

Модуль вектора полного ускорения точки равен

Угол между вектором полного ускорения и вектором скорости определим следующим образом:

Точка вращается по окружности согласно уравнению

ускорения точек момент

Точка вращается по кругу радиусом R = 1,2 м. Уравнение движения точки φ = Аt + Вt 3 , где А = 0,5 рад/с; В = 0,2 рад/с 3 . Определить тангенциально а_τ, нормальное a_n и полное а ускорения точки в момент времени t = 4 с.

Уравнение колебаний материальной точки описывается уравнением x = sin20πt см. Найти ускорение точки в тот момент, когда ее смещение равно 0,5 см.

Определить модуль ускорения точки в момент времени 1 с, если уравнение движения точки x = cos πt см, y = sin πt см.

Две материальные точки движутся по одной прямой, совпадающей с осью Ох декартовой системы координат. В начальный момент времени первая точка имела координату х₁₀ = 4 м, а вторая х₂₀ = 8 м. Скорости точек изменяются по законам v₁ = bt + ct 2 и v₂ = –bt + ct 2 , где b = 1 м/с 2 , с = 2 м/с 3 . Определить ускорения точек в момент их встречи.

Положение точки на плоскости определяется ее радиусом-вектором r = 0,3t 2 i + 0,1 t 3 j. Определить модуль ускорения точки в момент времени t = 2 с.

Определить скорость ν и полное ускорение а точки в момент времени t = 2 с, если она движется по окружности радиусом R = 1 м согласно уравнению ξ = At+Bt 3 , где А = 8 м/с, В = –1 м/с 3 , ξ — криволинейная координата, отсчитанная от некоторой точки, принятой за начальную, вдоль окружности.

Движение точки описывается уравнением s = 4t 4 + 2t 2 + 7. Найти скорость и ускорение точки в момент времени 2с и среднюю скорость за первые 2с движения.

Прямолинейное движение точки описывается уравнением s(t) = 4t 4 + 2t 2 + 7 м. Найти скорость и ускорение точки в момент времени 2 с, а также среднюю скорость и среднее ускорение за первые две секунды движения и за вторые две секунды движения.

Материальная точка движется в плоскости ху согласно уравнениям х = 5 + 7t – 2t 2 и у = 3 + t + 0,2t 2 . Найти модули скорости и ускорения точки в момент времени t = 5 с.

Определить скорость ν и полное ускорение а точки в момент времени t = 1,38 с, если она движется по окружности радиусом R = 1,76 м согласно уравнению φ = At + Bt 3 , где А = 6,47 рад/с, В = –1,84 рад/с 3 .

Материальная точка совершает колебательное движение вдоль оси ОХ по закону X = 8cos(πt+π/2), см. Найти период колебаний и ускорение точки в момент t = T/2, построить график зависимости x(t).

Уравнение движения точки по прямой имеет вид: х = 2 + 6t – t 2 (м). Найти: 1) путь и перемещение точки за промежуток времени от t₁ = 2 с до t₂ = 4 с; 2) среднюю скорость и среднее ускорение точки за этот промежуток; 3) скорость и ускорение точки в момент времени t = 2 с.

Уравнение движения точки по прямой имеет вид: х = –1–3t 2 +2t 3 (м). Найти: 1) путь и перемещение точки за промежуток времени от t₁ = 0 с до t₂ = 2 с; 2) среднюю скорость и среднее ускорение точки за этот промежуток; 3) скорость и ускорение точки в момент времени t = 1 с.

Материальная точка движется по закону: Y(t) = At+Ct 2 +Bt 4 , где A = 6 м/с, C = 0,2 м/с 2 , B = –0,125 м/с 4 . Найти скорость и ускорение точки в моменты времени t₁ = 0 c и t₂ = 2 с, а также среднюю скорость перемещения и среднее ускорение за первые 2 с движения.

Материальная точка движется по закону: Y(t) = At 2 –Ct 4 , где A = 4,5 м/с 2 , C = 0,25 м/с 4 . Найти скорость и ускорение точки в моменты времени t₁ = 2 c и t₂ = 4 с. Каковы средняя скорость перемещения и средняя путевая скорость для промежутка времени от 2 до 4 с ?

Материальная точка имеет массу m = 9 кг и движется по криволинейной траектории под действием силы, проекция которой на касательную F_τ = 5,7 Н, на нормаль F_n = 2·t 2 Н. Определите модуль ускорения точки в момент времени t = 19,8 с.

Уравнение движения точки по прямой имеет вид: х = –1 + 2t 2 – t 4 (м). Найти: 1) путь и перемещение точки за промежуток времени от t₁ = 0 с до t₂ = 2 с; 2) среднюю скорость и среднее ускорение точки за этот промежуток; 3) скорость и ускорение точки в момент времени t = 2 с.

Скорость колеблющейся материальной точки меняется по закону v = v_maxcos(ωt). Максимальная скорость v_max = 5 см/с, период равен 0,1 с. Найти ускорение точки в момент времени t = 0,25 с.

Движение точки описывается уравнением S = 5t 3 –4t 2 +40 (в единицах СИ). Найдите скорость и ускорение точки в момент времени t₁ = 2 c. Найдите путь, пройденный телом к моменту времени t₂ = 3 c.

Точка вращается по окружности согласно уравнению

Угловое ускорение
ω = φ’ = A + 3Bt²
ω = 2+3*0,2*3² = 7,4 рад/с
Нормальное ускорение
an = ω²R
an = 7,4²*0,5 = 27,38 м/с²
Линейная скорость
v = ωR
Тангенциальное ускорение
aτ = v’=ω’R = 6Bt*R
aτ = 6*0,2*3*0,5 = 1,8 м/с²
Полное ускорение
a = √ (an² + aτ²)
a = √ (27,38² + 1,8²) ≈ 27,44 м/с²

Угловое ускорение
ω = φ’ = 2Bt + 3Ct²
ω = 2*(-1)*10 + 3*0,1*10² = -20+30 = 10 рад/с
Нормальное ускорение
an = ω²R
an = 10²*0,2 = 20 м/с²
Линейная скорость
v = ωR
Тангенциальное ускорение
aτ = v’=ω’R = (2B + 6Ct)R
aτ = (2*(-1)+6*0,1*10)*0,2 = (-2+6)*0,2=0,8 м/с²
Полное ускорение
a = √ (an² + aτ²)
a = √ (20² + 0,8²) ≈ 20,02 м/с²