การหาความเร็วของจุดต่างๆ ของระนาบ การหาความเร็วของจุดใดๆ บนระนาบ

การบรรยาย 3. การเคลื่อนที่ในระนาบขนานของลำตัวแข็ง การกำหนดความเร็วและความเร่ง

การบรรยายนี้ครอบคลุมคำถามต่อไปนี้:

1. การเคลื่อนที่ในแนวระนาบของวัตถุแข็งเกร็ง

2. สมการการเคลื่อนที่ในแนวระนาบ-แนวขนาน

3. การสลายตัวของการเคลื่อนที่เป็นแบบแปลและแบบหมุน

4. การกำหนดความเร็วของจุด รูปแบน.

5. ทฤษฎีบทเกี่ยวกับการประมาณความเร็วของจุดสองจุดของร่างกาย

6. การหาความเร็วของจุดต่างๆ ของระนาบโดยใช้จุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ

7. การแก้ปัญหาเพื่อกำหนดความเร็ว

8. แผนความเร็ว

9. การหาค่าความเร่งของจุดของเครื่องบิน

10. การแก้ปัญหาการเร่งความเร็ว

11. ศูนย์กลางของการเร่งความเร็วทันที

การศึกษาประเด็นเหล่านี้มีความจำเป็นในอนาคตสำหรับพลวัตของการเคลื่อนที่ในแนวระนาบของร่างกายที่แข็งกระด้าง พลวัตของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ของจุดวัสดุ สำหรับการแก้ปัญหาในสาขาวิชา "ทฤษฎีเครื่องจักรและกลไก" และ "ชิ้นส่วนเครื่องจักร ".

การเคลื่อนที่ในแนวระนาบของวัตถุแข็งเกร็ง สมการการเคลื่อนที่ในแนวระนาบ-ขนาน

การสลายตัวของการเคลื่อนที่เป็นแบบแปลและแบบหมุน

ระนาบขนาน (หรือแบนราบ) คือการเคลื่อนที่ของวัตถุที่แข็งเกร็ง ซึ่งจุดทั้งหมดของมันเคลื่อนที่ขนานกับระนาบคงที่ พี(รูปที่ 28) การเคลื่อนที่ในแนวระนาบกระทำโดยกลไกและเครื่องจักรหลายส่วน เช่น ล้อหมุนในส่วนตรงของราง ก้านต่อในกลไกข้อเหวี่ยง-ตัวเลื่อน เป็นต้น กรณีเฉพาะของการเคลื่อนที่ในระนาบขนานคือการเคลื่อนที่แบบหมุน ของร่างกายแข็งรอบแกนคงที่

รูปที่ 28 รูปที่ 29

พิจารณาส่วน ร่างของเครื่องบินบางลำ อ๊อกซี่ขนานกับระนาบ พี(รูปที่ 29) ด้วยการเคลื่อนไหวขนานระนาบ ทุกจุดของร่างกายวางอยู่บนเส้นตรง มม’ ตั้งฉากกับการไหล เช่น เครื่องบิน พี, ย้ายเหมือนกัน.

ดังนั้นเราจึงสรุปได้ว่าในการศึกษาการเคลื่อนไหวของร่างกายทั้งหมด ก็เพียงพอแล้วที่จะศึกษาว่ามันเคลื่อนไหวอย่างไรในระนาบ โอ้ส่วน ร่างกายนี้หรือเครื่องบินบางส่วน . ดังนั้นในอนาคต แทนที่จะเป็นระนาบการเคลื่อนที่ของร่างกาย เราจะพิจารณาการเคลื่อนที่ของระนาบ ในระนาบนั่นคือ ในเครื่องบิน โอ้.

รูปตำแหน่ง ในเครื่องบิน โอ้ถูกกำหนดโดยตำแหน่งของส่วนที่วาดบนตัวเลขนี้ เอบี(รูปที่ 28) ในทางกลับกันตำแหน่งของส่วน เอบีสามารถกำหนดได้โดยการทราบพิกัด xเอ และ คะแนน และมุมซึ่งเป็นส่วน เอบีแบบฟอร์มที่มีแกน เอ็กซ์. จุด เลือกเพื่อกำหนดตำแหน่งของภาพ ต่อไปจะเรียกว่าเสา

เมื่อย้ายตัวเลขที่มีขนาด xเอ และ เอ และจะเปลี่ยนไป หากต้องการทราบกฎการเคลื่อนที่ นั่นคือ ตำแหน่งของวัตถุในระนาบ โอ้คุณจำเป็นต้องทราบการพึ่งพาเมื่อใดก็ได้

สมการที่กำหนดกฎของการเคลื่อนที่ต่อเนื่องเรียกว่าสมการการเคลื่อนที่ของรูปทรงแบนในระนาบของมัน นอกจากนี้ยังเป็นสมการของการเคลื่อนที่ในระนาบขนานของวัตถุแข็งเกร็ง

สมการการเคลื่อนที่สองสมการแรกกำหนดการเคลื่อนที่ที่ร่างจะทำ ถ้า =const; เห็นได้ชัดว่านี่จะเป็นการเคลื่อนไหวเชิงแปล ซึ่งทุกจุดของตัวเลขเคลื่อนที่ในลักษณะเดียวกับเสา . สมการที่สามกำหนดการเคลื่อนไหวที่ตัวเลขจะทำที่ และ นั่นคือ เมื่อเสา นิ่ง; นี่จะเป็นการหมุนของตัวเลขรอบเสา . จากนี้สรุปได้ว่าใน กรณีทั่วไปการเคลื่อนที่ของรูปทรงแบนราบในระนาบถือได้ว่าเป็นผลรวมของการเคลื่อนที่เชิงแปล ซึ่งจุดทั้งหมดของรูปทรงจะเคลื่อนที่ในลักษณะเดียวกับเสา และจากการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบขั้วนั้น

ลักษณะทางจลนศาสตร์ที่สำคัญของการเคลื่อนที่ภายใต้การพิจารณาคือความเร็วและความเร่งของการเคลื่อนที่เชิงแปล เท่ากับความเร็วและความเร่งของเสา เช่นเดียวกับความเร็วเชิงมุมและความเร่งเชิงมุมของการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบเสา


การหาความเร็วของจุดต่างๆ ของระนาบ

สังเกตว่าการเคลื่อนที่ของรูปทรงแบนถือเป็นผลรวมของการเคลื่อนที่เชิงแปล ซึ่งจุดทั้งหมดของรูปทรงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่ากับเสา และจากการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบขั้วนั้น ให้เราแสดงว่าความเร็วของจุดใดๆ ตัวเลขถูกสร้างขึ้นทางเรขาคณิตจากความเร็วที่จุดได้รับในแต่ละการเคลื่อนไหวเหล่านี้

แท้จริงแล้วตำแหน่งของจุดใดๆ ตัวเลขถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับแกน โอ้เวกเตอร์รัศมี (รูปที่ 30) คือเวกเตอร์รัศมีของเสา , - เวกเตอร์กำหนดตำแหน่งของจุด เกี่ยวกับขวานที่เคลื่อนไปพร้อมกับเสา การแปล (การเคลื่อนไหวของตัวเลขที่สัมพันธ์กับแกนเหล่านี้คือการหมุนรอบเสา ). แล้ว

การหาความเร็วของจุดต่างๆ ของระนาบ

สังเกตได้ว่าการเคลื่อนที่ของรูปทรงระนาบถือเป็นผลรวมของการเคลื่อนที่เชิงแปล ซึ่งทุกจุดของรูปทรงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเสา และจากการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบขั้วนั้น ให้เราแสดงว่าความเร็วของจุดใดๆ ตัวเลขถูกสร้างขึ้นทางเรขาคณิตจากความเร็วที่จุดได้รับในแต่ละการเคลื่อนไหวเหล่านี้

แท้จริงแล้วตำแหน่งของจุดใดๆ ตัวเลขถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับแกน โอ้เวกเตอร์รัศมี(รูปที่ 3) โดยที่ - เวกเตอร์รัศมีของเสา , - เวกเตอร์ที่กำหนดตำแหน่งของจุด เกี่ยวกับแกนเคลื่อนที่ด้วยเสา การแปล (การเคลื่อนไหวของตัวเลขที่สัมพันธ์กับแกนเหล่านี้คือการหมุนรอบเสา ). แล้ว

ในความเท่าเทียมกันที่เกิดขึ้นปริมาณคือความเร็วของเสา ; ขนาดเท่ากับความเร็ว ซึ่งจุด รับที่, เช่น. เกี่ยวกับแกนหรืออีกนัยหนึ่งเมื่อร่างหมุนรอบเสา . ดังนั้นจึงเป็นไปตามความเท่าเทียมกันก่อนหน้านี้ว่า

ความเร็ว ซึ่งจุด ได้จากการหมุนรอบเสา :

ที่ไหน คือความเร็วเชิงมุมของรูป

ดังนั้นความเร็วของจุดใดๆ รูประนาบประกอบด้วยทางเรขาคณิตของความเร็วของจุดอื่น นำมาเป็นเสาและความเร็วที่จุด รับเมื่อร่างหมุนรอบเสานี้ โมดูลและทิศทางของความเร็วพบได้โดยการสร้างสี่เหลี่ยมด้านขนานที่สอดคล้องกัน (รูปที่ 4)

รูปที่ 3รูปที่ 4

ทฤษฎีบทเกี่ยวกับการคาดคะเนความเร็วของจุดสองจุดของร่างกาย

การกำหนดความเร็วของจุดต่างๆ ของรูปทรงระนาบ (หรือวัตถุที่เคลื่อนที่ในลักษณะขนานระนาบ) มักจะเกี่ยวข้องกับการคำนวณที่ค่อนข้างซับซ้อน อย่างไรก็ตาม สามารถหาวิธีการอื่นๆ ที่สะดวกและง่ายกว่าในการกำหนดความเร็วของจุดต่างๆ ของตัวเลข (หรือร่างกาย) ได้

รูปที่ 5

หนึ่งในวิธีการดังกล่าวถูกกำหนดโดยทฤษฎีบท: การคาดคะเนความเร็วของจุดสองจุดของวัตถุแข็งบนแกนที่ผ่านจุดเหล่านี้มีค่าเท่ากัน พิจารณาบางจุดสองจุด และ ในรูปแบน (หรือลำตัว) ประเด็น ต่อเสา (รูปที่ 5) เราได้รับ. ดังนั้น การฉายภาพทั้งสองส่วนของความเท่าเทียมกันไปยังแกนที่ชี้ไป เอบีและให้เวกเตอร์นั้นตั้งฉาก เอบีเราพบว่า


และทฤษฎีบทได้รับการพิสูจน์แล้ว

การหาความเร็วของจุดต่างๆ ของระนาบโดยใช้จุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ

อีกวิธีที่ง่ายและมองเห็นได้สำหรับการกำหนดความเร็วของจุดต่างๆ ของรูปทรงระนาบ (หรือลำตัวเมื่อ การเคลื่อนที่แบบแบน) ขึ้นอยู่กับแนวคิดของจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ

ศูนย์กลางของความเร็วทันที เรียกว่าจุดบนระนาบซึ่งความเร็ว ณ ช่วงเวลาหนึ่งเท่ากับศูนย์

ง่ายต่อการตรวจสอบว่าหากตัวเลขเคลื่อนไหว ดื้อแพ่งแล้วจุดดังกล่าวในแต่ละช่วงเวลา ทีมีอยู่จริงและไม่เหมือนใคร ให้ในขณะนี้ ทีคะแนน และ ในตัวเลขเครื่องบินมีความเร็วและ , ไม่ขนานกัน (ภาพที่ 6) แล้วประเด็น อยู่ที่จุดตัดของเส้นตั้งฉาก อาไปยังเวกเตอร์และ ใน ไปยังเวกเตอร์ และจะเป็นจุดศูนย์กลางของความเร็วทันทีตั้งแต่นั้นมา. จริงๆ ถ้าสมมุติว่าแล้วตามทฤษฎีบทการฉายความเร็วเวกเตอร์จะต้องเป็นทั้งแนวตั้งฉากและ เอ.อาร์(เพราะ) และ บี.พี(เพราะ) ซึ่งเป็นไปไม่ได้ จะเห็นได้จากทฤษฎีบทเดียวกันว่าไม่มีจุดอื่นใดของตัวเลข ณ ช่วงเวลานี้จะมีความเร็วเท่ากับศูนย์ได้

รูปที่ 6

ถ้า ณ เวลานี้ เราเข้าประเด็น ต่อเสาแล้วความเร็วของจุด จะ

เพราะ . จะได้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันสำหรับจุดอื่นๆ ของรูป ดังนั้น ความเร็วของจุดต่างๆ ของรูประนาบจะถูกกำหนด ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ราวกับว่าการเคลื่อนที่ของรูปนั้นเป็นการหมุนรอบจุดศูนย์กลางของความเร็วชั่วขณะ ในนั้น

จากความเท่าเทียมกันก็เป็นไปตามนั้นจุดของรูปแบนราบเป็นสัดส่วนกับระยะห่างจาก MCS

ผลลัพธ์ที่ได้นำไปสู่ข้อสรุปดังต่อไปนี้

1. ในการกำหนดจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ คุณต้องรู้เฉพาะทิศทางของความเร็วและ สองจุดใด ๆ และ ในรูปแบน (หรือวิถีของจุดเหล่านี้); จุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะอยู่ที่จุดตัดของเส้นตั้งฉากที่สร้างจากจุด และ ในกับความเร็วของจุดเหล่านี้ (หรือสัมผัสกับเส้นวิถี)

2. ในการกำหนดความเร็วของจุดใด ๆ ของรูปแบน คุณต้องทราบโมดูลัสและทิศทางของความเร็วของจุดใดจุดหนึ่ง ตัวเลขและทิศทางของความเร็วของจุดอื่น ใน. จากนั้นสร้างใหม่จากจุด และ ในตั้งฉากกับและ เราสร้างจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ และทิศทางกำหนดทิศทางการหมุนของรูป พอรู้แล้ว, จงหาความเร็วจุดใดก็ได้ รูปแบน เวกเตอร์กำกับตั้งฉาก อาร์เอ็มในทิศทางการหมุนของภาพ

3. ความเร็วเชิงมุมรูประนาบมีค่าเท่ากัน ณ เวลาใด ๆ ต่ออัตราส่วนของความเร็วของจุดใดจุดหนึ่งของรูปต่อระยะทางจากจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ :

ให้เราพิจารณาบางกรณีของการกำหนดจุดศูนย์กลางของความเร็วชั่วขณะ

ก) ถ้าการเคลื่อนที่ในแนวระนาบกระทำโดยการกลิ้งโดยไม่เลื่อนตัวของวัตถุทรงกระบอกหนึ่งไปบนพื้นผิวของอีกอันหนึ่งที่อยู่นิ่ง ดังนั้นจุด ของตัวกลิ้งสัมผัสพื้นผิวคงที่ (รูปที่ 7) ในเวลาที่กำหนดเนื่องจากไม่มีการลื่นจึงมีความเร็วเท่ากับศูนย์ (), และด้วยเหตุนี้จึงเป็นจุดศูนย์กลางของความเร็วชั่วขณะ ตัวอย่างคือการหมุนล้อบนราง

b) ถ้าความเร็วของจุด และ ในรูปแบนขนานกันและเส้น เอบีไม่ตั้งฉาก(รูปที่ 8, a) จากนั้นจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะจะอยู่ที่ระยะอนันต์และความเร็วของทุกจุดจะขนานกัน. ในกรณีนี้ เป็นไปตามทฤษฎีบทเส้นโครงความเร็วที่ว่าเช่น. ; จะได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันสำหรับจุดอื่นๆ ทั้งหมด ดังนั้นในกรณีที่พิจารณาความเร็วของจุดทั้งหมดของตัวเลขในช่วงเวลาที่กำหนดจะเท่ากันทั้งในค่าสัมบูรณ์และในทิศทางนั่นคือ ตัวเลขนี้มีการกระจายความเร็วแบบแปลทันที (สถานะของการเคลื่อนไหวของร่างกายนี้เรียกอีกอย่างว่าการแปลแบบทันที) ความเร็วเชิงมุมร่างกาย ณ เวลานี้ เท่าที่เห็นคือศูนย์

รูปที่ 7

รูปที่ 8

c) ถ้าความเร็วของจุด และ ในรูปแบนขนานกันและในเวลาเดียวกันเส้น เอบีตั้งฉาก, แล้วจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ ถูกกำหนดโดยโครงสร้างที่แสดงในรูปที่ 8b ความถูกต้องของการก่อสร้างเป็นไปตามสัดส่วน ในกรณีนี้ไม่เหมือนก่อนหน้านี้เพื่อค้นหาจุดศูนย์กลาง นอกจากทิศทางแล้ว คุณต้องรู้โมดูลของความเร็วด้วย.

d) ถ้าทราบเวกเตอร์ความเร็วบางจุด ในรูปและความเร็วเชิงมุมจากนั้นตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ นอนตั้งฉากกับ(รูปที่ 8b) สามารถหาได้เป็น.

การแก้ปัญหาเพื่อกำหนดความเร็ว

ในการกำหนดลักษณะจลนศาสตร์ที่ต้องการ (ความเร็วเชิงมุมของวัตถุหรือความเร็วของจุดต่างๆ) จำเป็นต้องทราบโมดูลัสและทิศทางของความเร็วของจุดใดจุดหนึ่งและทิศทางของความเร็วของจุดอื่นในส่วนของ ร่างกายนี้ การแก้ปัญหาควรเริ่มต้นด้วยการกำหนดลักษณะเหล่านี้ตามข้อมูลปัญหา

กลไกที่กำลังตรวจสอบการเคลื่อนไหวจะต้องปรากฎบนภาพวาดในตำแหน่งที่จำเป็นเพื่อกำหนดลักษณะที่สอดคล้องกัน เมื่อทำการคำนวณควรจำไว้ว่าแนวคิดของจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะนั้นเกิดขึ้นสำหรับร่างกายที่แข็งเกร็ง ในกลไกที่ประกอบด้วยวัตถุหลายชิ้น วัตถุที่เคลื่อนที่แบบไม่แปลแต่ละชิ้น ณ ช่วงเวลาหนึ่งๆ จะมีจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะของตัวเอง และความเร็วเชิงมุมของมัน

ตัวอย่างที่ 1ร่างกายที่มีรูปร่างเป็นขดลวดม้วนกับกระบอกสูบตรงกลางไปตามระนาบคงที่(ซม.). รัศมีกระบอกสูบ:= 4 สื่อมวลชน = 2 ซม. (รูปที่ 9) .

รูปที่ 9

สารละลาย.กำหนดความเร็วของคะแนน เอ บีและ กับ.

จุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะอยู่ที่จุดที่ขดลวดสัมผัสกับระนาบ

ความเร็วเสา กับ .

ความเร็วเชิงมุมของคอยล์

ความเร็วจุด และ ในตั้งฉากกับส่วนของเส้นตรงซึ่งเชื่อมต่อจุดเหล่านี้กับจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ ค่าความเร็ว:

ตัวอย่างที่ 2ล้อรัศมี = ม้วน 0.6 ม. โดยไม่ไถลไปตามส่วนตรงของแทร็ก (รูปที่ 9.1) ความเร็วของจุดศูนย์กลาง C คงที่และเท่ากับวีซี = 12 ม./วินาที จงหาความเร็วเชิงมุมของล้อและความเร็วของปลาย 1 , 2 , 3 , 4 เส้นผ่านศูนย์กลางล้อแนวตั้งและแนวนอน

รูปที่ 9.1

สารละลาย. ล้อทำการเคลื่อนที่ในแนวระนาบ จุดศูนย์กลางของความเร็วล้อทันทีอยู่ที่จุด M1 ของการสัมผัสกับระนาบแนวนอน นั่นคือ

ความเร็วล้อ

เราพบความเร็วของจุด M2, M3 และ M4

ตัวอย่าง3 . ล้อขับเคลื่อนรถยนต์รัศมี = ม้วน 0.5 ม. พร้อมบานเลื่อน (ลื่นไถล) ไปตามส่วนตรงของทางหลวง ความเร็วของศูนย์กลาง กับคงที่และเท่าเทียมกันวีซี = 4 เมตร/วินาที จุดศูนย์กลางของความเร็วล้ออยู่ที่จุดนั้นทันที ระยะทาง ชม. = 0.3 ม. จากระนาบกลิ้ง ค้นหาความเร็วเชิงมุมของล้อและความเร็วของจุดต่างๆ และ ในเส้นผ่านศูนย์กลางแนวตั้ง

รูปที่ 9.2

สารละลาย.ความเร็วล้อ

การหาความเร็วของจุด และ ใน

ตัวอย่างที่ 4หาความเร็วเชิงมุมของแกนต่อ เอบีและจุดความเร็ว ใน และ C ของกลไกข้อเหวี่ยง (รูปที่ 9.3 ). กำหนดความเร็วเชิงมุมของข้อเหวี่ยง สสจและขนาด: ω สสจ \u003d 2 วินาที -1, สสจ =เอบี = 0.36 ม เครื่องปรับอากาศ= 0.18 ม.

ก) ข)

รูปที่ 9.3

สารละลาย.ข้อเหวี่ยง สสจทำให้มีการเคลื่อนที่แบบหมุน เอบี- การเคลื่อนที่ในระนาบขนาน (รูปที่ 9.3 ).

การหาความเร็วของจุด ลิงค์ สสจ

ความเร็วจุด ในกำกับในแนวนอน รู้ทิศทางของความเร็วของจุด และ ในก้านสูบ เอบีกำหนดตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความเร็วทันที - จุด อาร์ เอวี

ความเร็วลิงค์ เอบีและจุดความเร็ว ในและ ค:

ตัวอย่างที่ 5เคอร์เนล เอบีเลื่อนปลายไปตามเส้นตรงที่ตั้งฉากกันเพื่อให้เป็นมุมความเร็ว (รูปที่ 10) ความยาวก้านเอบี= . กำหนดความเร็วของปลาย และความเร็วเชิงมุมของแท่ง

รูปที่ 10

สารละลาย.ง่ายต่อการกำหนดทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วของจุด เลื่อนไปตามเส้นตรงแนวตั้ง แล้วตั้งอยู่ที่จุดตัดของเส้นตั้งฉากและ (รูปที่ 10)

ความเร็วเชิงมุม

ความเร็วจุด :

และความเร็วของศูนย์กลางคัน กับตัวอย่างเช่น กำกับในแนวตั้งฉากอิราฟนา:



แผนความเร็ว.

ให้ทราบความเร็วของจุดต่างๆ ของส่วนระนาบของร่างกาย (รูปที่ 11) หากความเร็วเหล่านี้ถูกปรับขนาดจากจุดใดจุดหนึ่ง เกี่ยวกับและต่อปลายด้วยเส้นตรง คุณจะได้ภาพที่เรียกว่าแผนความเร็ว (บนภาพ) .

รูปที่ 11

คุณสมบัติแผนความเร็ว

ก) ด้านข้างของสามเหลี่ยมบนแผนความเร็วนั้นตั้งฉาก ที่เกี่ยวข้องตรงระนาบของร่างกาย

จริงหรือ, . แต่ในเรื่องของความเร็ว. วิธีและ ตั้งฉาก เอบี, และดังนั้นจึง. เหมือนกับ .

ข) ด้านข้างของแผนความเร็วเป็นสัดส่วนกับส่วนที่สอดคล้องกันของเส้นตรงบนระนาบของร่างกาย

เพราะจากนั้นต่อจากนี้ไปด้านข้างของแผนความเร็วจะเป็นสัดส่วนกับส่วนของเส้นตรงบนระนาบของร่างกาย

เมื่อรวมคุณสมบัติต่าง ๆ เราสามารถสรุปได้ว่าแผนความเร็วนั้นคล้ายกับตัวเลขที่เกี่ยวข้องในร่างกายและหมุนตามทิศทางการหมุน 90˚ คุณสมบัติเหล่านี้ของแผนความเร็วช่วยให้คุณกำหนดความเร็วของจุดต่างๆ ร่างกายแบบกราฟิก

ตัวอย่างที่ 6รูปที่ 12 แสดงกลไกในการปรับขนาด ความเร็วเชิงมุมที่ทราบลิงค์ สสจ.

รูปที่ 12

สารละลาย.ในการสร้างแผนความเร็ว จะต้องทราบความเร็วของจุดใดจุดหนึ่งและอย่างน้อยต้องทราบทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วของอีกจุดหนึ่ง ในตัวอย่างของเรา เราสามารถกำหนดความเร็วของจุดได้ : และทิศทางของเวกเตอร์.

รูปที่ 13

พักไว้ (รูปที่ 13) จากจุด เพื่อปรับขนาดทราบทิศทางของเวกเตอร์ความเร็วของแถบเลื่อน ใน- แนวนอน เราวาดแผนความเร็วจากจุด เกี่ยวกับโดยตรงฉันในทิศทางของความเร็วว่าควรอยู่ในจุดไหนซึ่งกำหนดความเร็วของจุดนี้ ใน. เนื่องจากด้านข้างของแผนความเร็วตั้งฉากกับการเชื่อมโยงที่สอดคล้องกันของกลไก จากจุดนั้น วาดเส้นตรงตั้งฉาก เอบีถึงจุดตัดกับเส้น ฉัน. จุดตัดจะกำหนดจุดและด้วยเหตุนี้ความเร็วของจุด ใน : . ตามคุณสมบัติข้อที่สองของแผนความเร็ว ด้านข้างของมันเปรียบเสมือนการเชื่อมโยงของกลไก จุด กับแบ่ง เอบีในครึ่งดังนั้น กับควรแบ่งปัน ในครึ่ง จุด กับกำหนดขนาดและทิศทางของความเร็วตามแผนความเร็ว(ถ้า กับเชื่อมต่อกับจุด เกี่ยวกับ).

สปีดพอยท์ อีเท่ากับศูนย์ ดังนั้นจุด อีบนแผนความเร็วตรงกับจุด เกี่ยวกับ.

ถัดไป ควรจะและ . เราวาดเส้นเหล่านี้ หาจุดตัดกัน.ส่วนของเส้น กำหนดเวกเตอร์ความเร็ว.

ตัวอย่างที่ 7พูดชัดแจ้ง สี่ลิงค์สกอข้อเหวี่ยงในการขับขี่สสจซม. หมุนรอบแกนอย่างสม่ำเสมอ เกี่ยวกับด้วยความเร็วเชิงมุมω \u003d 4 s -1 และด้วยความช่วยเหลือของก้านสูบ เอบี= 20 ซม. หมุนข้อเหวี่ยง ดวงอาทิตย์รอบแกน กับ(รูปที่ 13.1, ). กำหนดความเร็วของจุด และ ใน,เช่นเดียวกับความเร็วเชิงมุมของก้านสูบ เอบีและข้อเหวี่ยง ดวงอาทิตย์.

ก) ข)

รูปที่ 13.1

สารละลาย.ความเร็วจุด ข้อเหวี่ยง สสจ

ประเด็น ต่อขั้ว เราเขียนสมการเวกเตอร์

ที่ไหน

คำตอบแบบกราฟิกของสมการนี้มีอยู่ในรูปที่ 13.1 ,ข(แผนความเร็ว).

เราได้รับโดยใช้แผนความเร็ว

ความเร็วเชิงมุมของก้านสูบ เอบี

ความเร็วจุด ใน สามารถพบได้โดยใช้ทฤษฎีบทเกี่ยวกับการประมาณความเร็วของจุดสองจุดของร่างกายบนเส้นตรงที่เชื่อมต่อกัน

V และความเร็วเชิงมุมของข้อเหวี่ยง สว

การหาค่าความเร่งของจุดต่างๆ ของระนาบ

ให้เราแสดงว่าความเร่งของจุดใดๆ ของรูประนาบ (เช่นเดียวกับความเร็ว) คือผลรวมของความเร่งที่จุดหนึ่งได้รับระหว่างการเคลื่อนที่แบบแปลและแบบหมุนของรูปนี้ ตำแหน่งจุด สัมพันธ์กับแกน เกี่ยวกับ xy (ดูรูปที่ 30) ถูกกำหนด เวกเตอร์รัศมี- มุมระหว่างเวกเตอร์และส่วน ศศ.ม(รูปที่ 14)

ดังนั้น ความเร่งของจุดใดๆ รูปแบนประกอบด้วยทางเรขาคณิตของความเร่งของจุดอื่น นำมาเป็นขั้วและความเร่งซึ่งเป็นจุด รับเมื่อร่างหมุนรอบเสานี้ โมดูลัสและทิศทางของความเร่ง, พบได้โดยการสร้างสี่เหลี่ยมด้านขนานที่สอดคล้องกัน (รูปที่ 23)

อย่างไรก็ตามการคำนวณ และความเร่ง บางจุด ตัวเลขนี้ในขณะนี้ 2) เส้นทางการเคลื่อนที่ของจุดอื่น ในตัวเลข ในบางกรณี แทนที่จะทราบเส้นทางการเคลื่อนที่ของจุดที่สองของภาพ ก็เพียงพอแล้วที่จะทราบตำแหน่งของจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ

เมื่อแก้ปัญหาต้องแสดงร่างกาย (หรือกลไก) ในตำแหน่งที่จำเป็นเพื่อกำหนดความเร่งของจุดที่สอดคล้องกัน การคำนวณเริ่มต้นด้วยการกำหนดความเร็วและความเร่งของจุดที่ใช้เป็นเสาตามข้อมูลปัญหา

แผนการแก้ปัญหา (หากกำหนดความเร็วและความเร่งของจุดหนึ่งของรูปแบนและทิศทางของความเร็วและความเร่งของอีกจุดของรูป):

1) เราพบจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะโดยการคืนค่าตั้งฉากกับความเร็วของจุดสองจุดของรูปแบน

2) กำหนดความเร็วเชิงมุมชั่วขณะของรูป

3) เรากำหนดความเร่งสู่ศูนย์กลางของจุดรอบขั้วโลกโดยเท่ากับศูนย์ผลรวมของการคาดคะเนของเงื่อนไขทั้งหมดของการเร่งความเร็วบนแกนที่ตั้งฉากกับทิศทางของการเร่งความเร็วที่ทราบ

4) เราพบโมดูลของการเร่งความเร็วแบบหมุนซึ่งเท่ากับศูนย์ผลรวมของการคาดคะเนของเงื่อนไขการเร่งความเร็วทั้งหมดบนแกนที่ตั้งฉากกับทิศทางการเร่งความเร็วที่ทราบ

5) กำหนดความเร่งเชิงมุมทันทีของรูปทรงแบนจากการเร่งความเร็วการหมุนที่พบ

6) เราค้นหาความเร่งของจุดของรูปแบนโดยใช้สูตรการกระจายความเร่ง

เมื่อแก้ปัญหาคุณสามารถใช้ "ทฤษฎีบทในการประมาณการของเวกเตอร์ความเร่งของจุดสองจุดของร่างกายที่แข็งกระด้าง":

“เส้นโครงของเวคเตอร์ความเร่งของจุดสองจุดของวัตถุที่มีความแข็งมากซึ่งทำการเคลื่อนที่ในแนวระนาบขนานกันบนเส้นตรงที่หมุนสัมพันธ์กับเส้นตรงที่ผ่านจุดทั้งสองนี้ ในระนาบการเคลื่อนที่ของวัตถุนี้ในมุมในทิศทางของความเร่งเชิงมุมมีค่าเท่ากัน

ทฤษฎีบทนี้มีความสะดวกในการนำไปใช้หากการเร่งความเร็วของวัตถุที่เข้มงวดอย่างยิ่งเพียงสองจุดเท่านั้นที่ทราบทั้งในค่าสัมบูรณ์และในทิศทาง เฉพาะทิศทางของเวกเตอร์การเร่งความเร็วของจุดอื่น ๆ ของวัตถุนี้เท่านั้นที่ทราบ (มิติทางเรขาคณิตของร่างกาย ไม่ทราบ) ไม่ทราบและ - ตามลำดับ การฉายเวกเตอร์ของความเร็วเชิงมุมและความเร่งเชิงมุมของวัตถุนี้บนแกนที่ตั้งฉากกับระนาบการเคลื่อนที่ ไม่ทราบความเร็วของจุดต่างๆ ของวัตถุนี้

มีอีก 3 วิธีในการพิจารณาความเร่งของจุดของระนาบ:

1) วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับความแตกต่างสองครั้งในเวลาตามกฎของการเคลื่อนที่ในแนวระนาบของวัตถุที่มีความแข็งมาก

2) วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการใช้จุดศูนย์กลางของความเร่งชั่วขณะของวัตถุที่มีความแข็งอย่างยิ่ง (จะมีการกล่าวถึงจุดศูนย์กลางของความเร่งทันทีทันใดของวัตถุที่มีความแข็งอย่างยิ่งด้านล่าง)

3) วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการใช้แผนการเร่งร่างกายที่เข้มงวดอย่างยิ่ง

อีกวิธีที่ง่ายและเป็นตัวอย่างสำหรับการกำหนดความเร็วของจุดต่างๆ ของรูปทรงระนาบ (หรือวัตถุในการเคลื่อนที่ในแนวระนาบ) ขึ้นอยู่กับแนวคิดของจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ

จุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ (ICV) คือจุดของรูปทรงแบน ซึ่งความเร็ว ณ ช่วงเวลาหนึ่งจะเท่ากับศูนย์

หากตัวเลขเคลื่อนที่โดยไม่มีการแปล แสดงว่าจุดดังกล่าวในแต่ละช่วงเวลา ทีมีอยู่จริงและไม่เหมือนใคร ให้ในขณะนี้ ทีคะแนน และ ในระนาบของรูปมีความเร็วและไม่ขนานกัน (รูปที่ 2.21.) แล้วประเด็น อยู่ที่จุดตัดของเส้นตั้งฉาก อาเป็นเวกเตอร์และ ไปยังเวกเตอร์ และจะเป็นจุดศูนย์กลางของความเร็วทันที เนื่องจาก

รูปที่ 2.21

แท้จริงแล้ว ถ้า ตามทฤษฎีบทการฉายความเร็ว เวกเตอร์จะต้องตั้งฉากพร้อมกันและ เอ.อาร์(เพราะ ) และ บี.พี(เพราะ ) ซึ่งเป็นไปไม่ได้ จากทฤษฎีบทเดียวกันเป็นที่ชัดเจนว่าไม่มีจุดอื่นใดของตัวเลขในช่วงเวลานี้ที่จะมีความเร็วเท่ากับศูนย์

ถ้าตอนนี้เวลา ทีใช้จุด ต่อเสา นั่นคือความเร็วของจุด จะ

และอื่น ๆ สำหรับจุดใด ๆ ของตัวเลข

นอกจากนี้ยังตามมาจากนี้ว่า และ แล้ว

= , (2.54)

เหล่านั้น. อะไร ความเร็วของจุดต่างๆ ของระนาบเป็นสัดส่วนกับระยะทางจากจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะ

ผลลัพธ์ที่ได้นำไปสู่ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

1. ในการกำหนดจุดศูนย์กลางของความเร็วชั่วขณะ จำเป็นต้องรู้เฉพาะทิศทางของความเร็วเท่านั้น ตัวอย่างเช่น และ จุดสองจุด A และ B ใดๆ ของรูประนาบ

2. ในการกำหนดความเร็วของจุดใดๆ ของรูประนาบ คุณต้องทราบโมดูลัสและทิศทางของความเร็วของจุด A จุดใดจุดหนึ่งของรูป และทิศทางของความเร็วของจุด B อีกจุดหนึ่ง

3. ความเร็วเชิงมุม ของรูปแบนราบมีค่าเท่ากันในแต่ละช่วงเวลาต่ออัตราส่วนของความเร็วของจุดหนึ่งของรูปต่อระยะทางจากจุดศูนย์กลางความเร็ว ณ ชั่วขณะ P:

ให้เราพิจารณากรณีพิเศษบางประการของคำจำกัดความของ MCC ซึ่งจะช่วยแก้ปัญหากลศาสตร์เชิงทฤษฎี

1. หากการเคลื่อนที่ในระนาบขนานเกิดขึ้นโดยการกลิ้งโดยไม่เลื่อนของวัตถุทรงกระบอกหนึ่งบนพื้นผิวของอีกอันหนึ่งที่อยู่นิ่ง ดังนั้นจุด ตัวกลิ้งสัมผัสกับพื้นผิวคงที่ (รูปที่ 2.22) มีความเร็วเท่ากับศูนย์ () ในเวลาที่กำหนดเนื่องจากไม่มีการลื่นไถลความเร็วเท่ากับศูนย์ () ดังนั้นจึงเป็นจุดศูนย์กลางของความเร็วทันที



รูปที่ 2.22

2. ถ้าจุดความเร็ว และ ในรูปแบนขนานกันและเส้น เอบีไม่ตั้งฉาก (รูปที่ 2.23, a) จากนั้นจุดศูนย์กลางความเร็วชั่วขณะจะอยู่ที่ระยะอนันต์และความเร็วของทุกจุด // . ในขณะเดียวกันก็เป็นไปตามทฤษฎีบทการฉายภาพความเร็ว นั่นคือ ในกรณีนี้ ตัวเลขมีการเคลื่อนที่แบบแปลทันที , ซึ่งจะช่วยให้ .

สังเกตว่าการเคลื่อนที่ของรูปทรงแบนถือเป็นผลรวมของการเคลื่อนที่เชิงแปล ซึ่งจุดทั้งหมดของรูปทรงจะเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเท่าเสา และจากการเคลื่อนที่แบบหมุนรอบขั้วนั้น ให้เราแสดงว่าความเร็วของจุดใดๆ ตัวเลขถูกสร้างขึ้นทางเรขาคณิตจากความเร็วที่จุดได้รับในแต่ละการเคลื่อนไหวเหล่านี้

แท้จริงแล้วตำแหน่งของจุดใดๆ ตัวเลขถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับแกน โอ้เวกเตอร์รัศมี (รูปที่ 30) คือเวกเตอร์รัศมีของเสา , - เวกเตอร์กำหนดตำแหน่งของจุด เกี่ยวกับขวานที่เคลื่อนไปพร้อมกับเสา การแปล (การเคลื่อนไหวของตัวเลขที่สัมพันธ์กับแกนเหล่านี้คือการหมุนรอบเสา ). แล้ว

ปริมาณคือความเร็วของเสา ; มีค่าเท่ากับความเร็วที่จุดนั้น รับที่ เช่น เกี่ยวกับแกนหรืออีกนัยหนึ่งเมื่อร่างหมุนรอบเสา . ดังนั้นจึงเป็นไปตามความเท่าเทียมกันก่อนหน้านี้ว่า

จุดความเร็ว ได้จากการหมุนรอบเสา :

ความเร็วเชิงมุมของรูปอยู่ที่ไหน

ดังนั้นความเร็วของจุดใดๆ รูประนาบประกอบด้วยทางเรขาคณิตของความเร็วของจุดอื่น นำมาเป็นเสาและความเร็วที่จุด รับเมื่อร่างหมุนรอบเสานี้ โมดูลและทิศทางของความเร็วพบได้โดยการสร้างสี่เหลี่ยมด้านขนานที่สอดคล้องกัน (รูปที่ 31)


รูปที่ 30 รูปที่ 31

23. ความจริงแล้ว สมการของการเคลื่อนที่เชิงแปลของวัตถุแข็งเกร็งคือสมการของกฎข้อที่สองของนิวตัน: การใช้สมการ:

และเราได้รับ

24. ในกรณีนี้ ส่วนประกอบ

- โมเมนต์ของแรงภายนอกที่พุ่งเข้าหา xและ , ถูกชดเชยด้วยโมเมนต์แรงของปฏิกิริยาตรึง.

การหมุนรอบแกน ซีเกิดขึ้นเฉพาะภายใต้

6.4 6.5

ให้ร่างกายบางส่วนหมุนรอบแกน ซี. รับสมการไดนามิกในบางจุด ฉันร่างกายนี้อยู่ห่างๆ ฉันจากแกนหมุน ในเวลาเดียวกัน จำไว้ว่า

กำกับตามแนวแกนหมุนเสมอ ซีดังนั้นต่อไปนี้เราจะละเว้นไอคอน ซี.





เนื่องจากจุดทั้งหมดแตกต่างกัน เราจึงแนะนำเวกเตอร์ของความเร็วเชิงมุมและ


เนื่องจากร่างกายมีความแข็งอย่างยิ่งในกระบวนการหมุน ฉันและ ฉันจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง แล้ว:

แสดงว่า ฉัน ฉัน – โมเมนต์ความเฉื่อย คะแนนในระยะทาง จากแกนหมุน:

เนื่องจากร่างกายประกอบด้วย จำนวนมหาศาลจุดและจุดทั้งหมดอยู่ในระยะห่างจากแกนหมุนที่ต่างกันออกไปแล้ว โมเมนต์ความเฉื่อยของร่างกายคือ:

ที่ไหน - ระยะห่างจากแกน ซีถึง ง ม.อย่างที่คุณเห็น โมเมนต์ความเฉื่อย ฉันเป็นปริมาณสเกลาร์

สรุปทั้งหมด ฉัน-จุด

รับหรือ - นี่ สมการหลัก

พลวัตของร่างกายที่หมุนรอบแกนคงที่.

26) โมเมนตัมเชิงมุมของวัตถุแข็งเกร็ง


โมเมนตัมเชิงมุมคือผลรวมเวกเตอร์ของโมเมนตัมเชิงมุมของจุดวัสดุทั้งหมดของร่างกายที่สัมพันธ์กับแกนคงที่

หากแกนหมุนของวัตถุแข็งคงที่ โมเมนต์ของแรงที่ตั้งฉากกับแกนนี้ () เนื่องจากแรงเสียดทานในตลับลูกปืนจะเป็นศูนย์เสมอ

อัตราการเปลี่ยนแปลงของโมเมนตัมเชิงมุมของวัตถุแข็งตามแกนของการหมุนซึ่งคงที่จะเท่ากับโมเมนตัมที่เกิดจากแรงภายนอกที่ส่งไปตามแกนนี้

- โมเมนต์ความเฉื่อย

28) โมเมนต์ของแรงเสียดทานหมุนเป็นกฎของคูลอมบ์ ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของการหมุน

แรงเสียดทานกลิ้ง การมีอยู่ของแรงเสียดทานแบบหมุนสามารถสร้างขึ้นได้จากการทดลอง ตัวอย่างเช่น เมื่อศึกษาการกลิ้งของรัศมีทรงกระบอกหนักบนระนาบแนวนอน

หากทรงกระบอกและระนาบเป็นวัตถุแข็งที่มีพื้นผิวขรุขระ (รูปที่ 55, a) การสัมผัสกันจะเกิดขึ้นที่จุดหนึ่ง แรง N จะสมดุลแรงโน้มถ่วง P และแรงแนวนอน Q และแรงเสียดทาน F จะก่อตัวเป็นคู่กัน ของแรง (Q, F) โดยที่ทรงกระบอกต้องเริ่มเคลื่อนที่ด้วยขนาดของแรง Q ในความเป็นจริง ทรงกระบอกเริ่มเคลื่อนที่หลังจากขนาดของแรง Q เกินค่าจำกัด Ql

ข้อเท็จจริงนี้สามารถอธิบายได้หากเราคิดว่าทรงกระบอกและระนาบผิดรูป จากนั้นการสัมผัสจะเกิดขึ้นตามพื้นที่หรือรูเล็ก ๆ (ในรูปที่ 55, b พื้นที่เล็ก ๆ จะแสดงตามส่วน) เมื่อแรง Q เพิ่มขึ้น ศูนย์กลางของแรงกดจะเคลื่อนจากตรงกลางของส่วนไปทางขวา เป็นผลให้เกิดแรงคู่หนึ่ง (P,N) ซึ่งป้องกันไม่ให้กระบอกสูบเริ่มเคลื่อนที่ ในสภาวะสมดุลแบบลิมิต แรงคู่หนึ่ง (Ql,F) ที่มีโมเมนต์ Ql·r และคู่ (P,N) สมดุลด้วยโมเมนต์ N·δ กระทำกับทรงกระบอก โดยที่ δ คือค่าของ การกระจัดสูงสุด จากความเท่าเทียมกันของโมเมนต์ของแรงคู่ที่เราพบ (6)

ในขณะที่ Q Ql เริ่มกลิ้ง

มักจะเป็นข้าว 55, b ถูกทำให้ง่ายขึ้นโดยไม่พรรณนาถึงการกระจัดของจุดที่ใช้ของปฏิกิริยาปกติ โดยการเพิ่มแรงในรูปที่ 55 ซึ่งเป็นแรงสองสามอย่างที่ป้องกันไม่ให้กระบอกสูบหมุน ดังแสดงในรูป 55, น.

โมเมนต์ของแรงคู่นี้เรียกว่า โมเมนต์แรงเสียดทานกลิ้งเท่ากับโมเมนต์ของแรงคู่หนึ่ง (P,N): (7)

ค่าของการกระจัดสูงสุดของจุดที่ใช้ของปฏิกิริยาปกติที่รวมอยู่ในสูตร (6) และ (7) δ เรียกว่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของการหมุนมีมิติของความยาวและถูกกำหนดโดยการทดลอง นี่คือค่าโดยประมาณของค่าสัมประสิทธิ์นี้ (เป็นเมตร) สำหรับวัสดุบางชนิด: ไม้บนไม้ δ = 0.0005-0.0008; เหล็กอ่อนบนเหล็ก (ล้อบนราง) - 0.00005; เหล็กชุบแข็งบนเหล็ก (ตลับลูกปืน) - 0.00001

อัตราส่วน δ/r ในสูตร (6) สำหรับวัสดุส่วนใหญ่มีค่าน้อยกว่าค่าสัมประสิทธิ์ของแรงเสียดทานสถิต f0 มาก ดังนั้น ในเทคโนโลยี เมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้ พวกเขามักจะแทนที่การเลื่อนด้วยการกลิ้ง (ล้อ ลูกกลิ้ง ลูกปืน ฯลฯ)

กฎของอมอนตัน-คูลอมบ์

ดูบทความหลักที่: กฎของคูลอมบ์ (กลศาสตร์)

อย่าสับสนกับกฎของคูลอมบ์!

ลักษณะสำคัญของแรงเสียดทานคือค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน μ ซึ่งกำหนดโดยวัสดุที่ใช้ทำพื้นผิวของวัตถุที่มีปฏิสัมพันธ์

ในกรณีที่ง่ายที่สุด แรงเสียดทาน F และแรงปกติ (หรือแรงปฏิกิริยาปกติ) Nค่าปกติ มีความสัมพันธ์กันโดยความไม่เท่าเทียมกันซึ่งกลายเป็นความเท่ากันเมื่อมีการเคลื่อนที่สัมพัทธ์เท่านั้น อัตราส่วนนี้เรียกว่ากฎอะมอนตัน-คูลอมบ์

การเคลื่อนไหวระนาบของร่างกายที่แข็งแกร่ง

คำถามในการศึกษา:

1. สมการการเคลื่อนที่ในระนาบของวัตถุแข็งเกร็ง

2. ความเร็วของคะแนนของรูปทรงแบน

3. ศูนย์กลางความเร็วทันที

4. ความเร่งของคะแนนของเครื่องบิน

1. สมการการเคลื่อนที่ในระนาบของวัตถุแข็งเกร็ง

การเคลื่อนที่แบบระนาบของวัตถุแข็งเกร็งเรียกมันว่าการเคลื่อนไหวที่ทุกส่วนของร่างกายเคลื่อนไหวในระนาบของตนเอง

ปล่อยให้ของแข็ง 1 ทำให้การเคลื่อนไหวแบน

เซแคนท์เครื่องบิน ในร่างกาย 1 สร้างส่วน П ซึ่งเคลื่อนที่ในระนาบการตัด .

ถ้าขนานกับระนาบ ทำส่วนอื่นๆ ของร่างกาย เช่น ผ่านจุดต่างๆ
ฯลฯ นอนในแนวตั้งฉากกับส่วนต่างๆ จากนั้นจุดเหล่านี้และทุกส่วนของร่างกายจะเคลื่อนไหวในลักษณะเดียวกัน

ดังนั้น การเคลื่อนไหวของร่างกายในกรณีนี้จะถูกกำหนดอย่างสมบูรณ์โดยการเคลื่อนที่ของส่วนใดส่วนหนึ่งของมันในระนาบขนานใดๆ และตำแหน่งของส่วนจะถูกกำหนดโดยตำแหน่งของจุดสองจุดของส่วนนี้ ตัวอย่างเช่น และ ใน.

ตำแหน่งส่วน พีในเครื่องบิน โอ้กำหนดตำแหน่งของส่วน เอบีดำเนินการในส่วนนี้ ตำแหน่งของจุดสองจุดบนระนาบ ก(
) และ ใน(
) โดดเด่นด้วยสี่พารามิเตอร์ (พิกัด) ซึ่งมีข้อ จำกัด หนึ่งข้อ - สมการของการสื่อสารในรูปแบบของความยาวของส่วน เอบี:

ดังนั้นจึงสามารถกำหนดตำแหน่งของส่วน P ในระนาบได้ สามพารามิเตอร์อิสระ - พิกัด
คะแนน และมุม, ซึ่งสร้างส่วน เอบีพร้อมเพลา โอ้.จุด เอเลือกเพื่อกำหนดตำแหน่งของส่วน P เรียกว่า เสา.

เมื่อส่วนต่างๆ ของร่างกายเคลื่อนไหว ค่าพารามิเตอร์ทางจลนศาสตร์คือฟังก์ชันของเวลา

สมการเหล่านี้เป็นสมการจลนศาสตร์ของการเคลื่อนที่ในระนาบ (ระนาบ-ขนาน) ของวัตถุแข็งเกร็ง ตอนนี้เราจะแสดงให้เห็นว่าตามสมการที่ได้รับ ร่างกายในระนาบเคลื่อนที่ทำการเคลื่อนที่แบบแปลและแบบหมุน ให้ในรูป ส่วนของร่างกายที่กำหนดโดยส่วน
ในระบบพิกัด โอ้ย้ายจากตำแหน่งเริ่มต้น 1 สิ้นสุดตำแหน่งที่ 2

ให้เราแสดงสองวิธีในการเคลื่อนที่ของร่างกายที่เป็นไปได้จากตำแหน่ง 1 สู่ตำแหน่งที่ 2

วิธีแรกเอามาจุดเป็นเสา .ย้ายส่วน
ขนานกับตัวเองเช่น ไปเรื่อยๆตามวิถี ,ก่อนจับคู่แต้ม และ . รับตำแหน่งของกลุ่ม . ตรงที่มุม และเราได้ตำแหน่งสุดท้ายของรูปแบนที่กำหนดโดยส่วน
.

วิธีที่สองเอามาจุดเป็นเสา . ย้ายส่วน
ขนานกับตัวเองเช่น ไปเรื่อยๆตามวิถี
ก่อนจับคู่แต้ม และ . เราได้ตำแหน่งของกลุ่ม
. จากนั้นหมุนส่วนนี้ไปรอบ ๆ เสา บน มุม และเราได้ตำแหน่งสุดท้ายของรูปแบนที่กำหนดโดยส่วน
.

ลองทำข้อสรุปต่อไปนี้

1. การเคลื่อนที่ในระนาบตามสมการทั้งหมดคือการรวมกันของการเคลื่อนที่แบบหมุนและการเคลื่อนที่แบบหมุน และแบบจำลองของการเคลื่อนที่ในแนวระนาบของร่างกายสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นการเคลื่อนที่แบบแปลของทุกจุดของร่างกายพร้อมกับเสาและการหมุนของ ร่างกายสัมพันธ์กับเสา

2. เส้นทางการเคลื่อนที่ของร่างกายขึ้นอยู่กับการเลือกเสา . บนมะเดื่อ 13.3 ในกรณีที่พิจารณา เราเห็นว่าในการเคลื่อนไหววิธีแรก เมื่อจุดถูกยึดเป็นเสา วิถีการแปล แตกต่างจากเส้นทางอย่างเห็นได้ชัด
สำหรับอีกขั้วหนึ่ง ใน.

3. การหมุนของร่างกายไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเลือกเสา มุม การหมุนของร่างกายจะคงที่ในโมดูลัสและทิศทางการหมุน . ในทั้งสองกรณีพิจารณาในรูป 13.3 หมุนทวนเข็มนาฬิกา

ลักษณะสำคัญของวัตถุในการเคลื่อนที่ในแนวระนาบ ได้แก่ วิถีการเคลื่อนที่ของเสา มุมการหมุนของวัตถุรอบเสา ความเร็วและความเร่งของเสา ความเร็วเชิงมุมและความเร่งเชิงมุมของวัตถุ เพลาเพิ่มเติม
ในการเคลื่อนที่แบบแปลพวกมันเคลื่อนที่ไปพร้อมกับเสา ขนานกับแกนหลัก โอ้ตามทางเดินของเสา

ความเร็วของเสาของรูปแบนสามารถกำหนดได้โดยใช้อนุพันธ์ของเวลาของสมการ:

ในทำนองเดียวกันลักษณะเชิงมุมของร่างกายจะถูกกำหนด: ความเร็วเชิงมุม
;

ความเร่งเชิงมุม

.

บนมะเดื่อ ที่เสา มีการแสดงเส้นโครงของเวกเตอร์ความเร็ว บนเพลา โอ้โอ้มุมการหมุนของร่างกาย , ความเร็วเชิงมุม และความเร่งเชิงมุม แสดงด้วยลูกศรโค้งรอบจุด ก.เนื่องจากความเป็นอิสระของลักษณะการหมุนของการเคลื่อนที่จากการเลือกเสา ลักษณะเชิงมุม ,,สามารถแสดงที่จุดใดๆ ของรูปทรงแบนๆ ด้วยลูกศรโค้ง ตัวอย่างเช่น ที่จุด B