| ВОПРОС
|
| ОТВЕТ
|
| Момент силы F относительно какой-либо точки О равен
|
| произведению величины силы на длину перпендикуляра l (плечо), опущенного из точки O на линию действия силы:
М = FL
|
| Если на тело действует несколько сил, расположенных в одной плоскости, то результирующий момент этих сил относительно выбранной точки О равен
|
| алгебраической сумме моментов отдельных сил:
|
| Если на тело действует несколько сил, лежащих в одной плоскости, и тело находится в состоянии покоя или равномерного движения, то геометрическая сумма приложенных сил и алгебраическая сумма моментов, взятых относительно произвольной точки, должны равняться
|
|
нулю:
и,
|
| Сила притяжения двух материальных точек
|
| прямо пропорциональна массам m1 и m2 этих точек и обратно пропорциональна квадрату расстояния г между ними (закон всемирного тяготения):
,
где γ — гравитационная постоянная;
|
| Относительная деформация
|
|
где l — длина тела при нагрузке; l0 — длина тела до нагрузки.
|
| Величина напряжения при упругой деформации равна
|
| ,
где F — величина нагрузки; S — площадь поперечного сечения тела.
|
| Разрушающая сила
|
| ,
где pm— разрушающее напряжение (предел прочности); S — площадь поперечного сечения тела.
|
| Относительная деформация
|
| прямо пропорциональна напряжению (закон Гука):
,
где Е- модуль упругости (модуль Юнга)
|
| Сила упругости
|
| F=k Δ l
Где Δ l – абсолютная деформация сжатия или растяжения.
|
| Работа упругой силы F в пределах применимости закона Гука определяется по формуле
|
| ,
где k — жесткость упругого тела Δ l – абсолютная деформация сжатия или растяжения.
|
| Потенциальная энергия упруго деформированного тела
|
| или
|
| ВОПРОС
|
| ОТВЕТ
|
| Дифференциальное уравнение свободных незатухающих колебаний
|
|
Здесь х — смещение колеблющейся материальной точки, t — время, ω 0— круговая частота колебаний
|
| Решение уравнения
|
|
где А — амплитуда колебаний, фаза колебаний, φ 0 — начальная фаза колебаний φ = φ 0 при t=0, ω 0— круговая частота колебаний.
|
| ω 0— круговая частота колебаний равна
|
| , где k — коэффициент квазиупругой силы (F= — kx), возникающей в системе при выходе ее из положения равновесия.
|
| Период колебаний:
математического маятника
|
|
где L — длина маятника, g — ускорение свободного падения;
|
| Период колебаний: пружинного маятника
|
|
где k — жесткость пружины;
|
| Период колебаний: физического маятника
|
|
где J — момент инерции физического маятника относительно оси, проходящей через точку подвеса; L— расстояние между точкой подвеса и центром массы маятника.
|
| Приведенная длина физического маятника
|
|
|
| Скорость материальной точки, совершающей гармонические колебания,
|
|
где Aω 0=Vmax –амплитуда скорости
|
| Ускорение материальной точки при гармонических колебаниях:
|
|
где -амплитуда ускорения
|
| кинетическая энергия колеблющейся материальной точки:
|
|
|
| потенциальная энергия колеблющейся материальной точки:
|
|
|
| Полная энергия колеблющейся материальной точки:
|
|
|
| Амплитуда сложного колебания
|
|
где А1 и a2 — амплитуды слагаемых гармонических колебаний; φ 01и φ 02 — их начальные фазы.
|
| Начальная фаза сложного колебания
|
|
|
| При сложении двух взаимно перпендикулярных колебаний, заданных уравнениями
x=A1 cos(ω 0t+φ 01) и y=A2 cos(ω 0t+φ 02)
получаем периодическое движение материальной точки
|
| по эллиптической траектории. В общем случае, уравнение эллипса
|
| Дифференциальное уравнение свободных затухающих колебаний
|
|
где — коэффициент затухания, r — коэффициент пропорциональности между скоростью материальной точки и силой трения, равной Fтр=-rV
|
| коэффициент затухания β уравнения свободных затухающих колебаний
|
|
где r — коэффициент пропорциональности между скоростью материальной точки и силой трения, равной Fтр=-rV
|
| Решение уравнения
|
|
где А — амплитуда затухающих колебаний, фаза колебаний, φ 0 — начальная фаза колебаний φ = φ 0 при t=0, ω — круговая частота затухающих колебаний.
|
| От чего зависит решение уравнения свободных затухающих колебаний
|
| Решение зависит от знака разности:
ω 2= ω 02-β 2
где ω — круговая частота затухающих колебаний.
|
| При ω 02-β 2=ω 2> 0 решение уравнения свободных затухающих колебаний следующее
|
|
|
| При ω 02-β 2=ω 2> 0 период колебаний равен
|
|
|
| При ω 02-β 2=ω 2< 0 период становится
|
| мнимым, а процесс —апериодическим.
|
| Амплитуда затухающих колебаний равна
|
|
А=А0е-β t
|
| Логарифмический декремент затухания
|
|
где A(t) и A(t+T) — две последовательные амплитуды колебаний, разделенные интервалом времени, равным периоду.
|
| Связь коэффициента затухания и логарифмического декремента затухания
|
|
λ =β T
|
| Дифференциальное уравнение вынужденных колебаний
|
|
где , F0 — амплитуда вынуждающей силы.
|
| Решение уравнения
|
|
,
где
|
| амплитуда вынужденных колебаний равна
|
|
|
| Круговая частота вынужденных колебаний при резонансе
|
|
|
| Амплитуда вынужденных колебаний при резонансе
|
|
|