KIN-07-2 Volný obecný rovinný pohyb
Dáno:
Pro polohový vektor referenčního bodu je dána -ová globální souřadnice jako funkce
a y-ová globální složka vektoru rychlosti jako funkce
Pro relativní rotaci okolo referenčního bodu je dáno úhlové zrychlení jako funkce
Dále josu dány konstanty , , ,
a počáteční podmínky ,
.
 |
 |
Obr. 1 |
Určit:
- trajektorii
- vektor rychlosti
- vektor zrychlení
bodu o lokálních souřadnicích , .
Řešení:
Trajektorie bodu B
Pro určení trajektorie libovolného bodu musíme znát složky polohového vektoru referenčního
bodu L a polohový úhel relativní rotace, vše jako funkce nějakého parametru.
V daném případě může být parametrem hodnota .
x-ová souřadnice je zadána přímo jako
funkce parametru
Pro y-ovou souřadnici je zadána rychlost, tj. derivace podle času. Platí
takže pro určení máme dif. rovnici
Řešíme separací
a integrací s korespodujícími mezemi
Výsledek
Pro relativní rotaci je dáno .
Platí tedy
takže
a
Integrál na pravé straně se řeší metodou per partes. Zvolíme-li a ,
bude a , takže
neboli nakonec
Při použití v daných mezích tak je
|
(1) |
Dále je . Platí tedy
takže separací
a integrací
dostáváme
|
(2) |
Parametrická rovnice trajektorie je pak
|
(3) |
neboli
Vektor rychlosti bodu B v GSS dostanemme derivováním (3) podle času. Protože ale
|
(4) |
je
|
(5) |
V našem případě je
přičemž podle (2) a podle (1)
a
Vektor zrychlení bodu B v GSS dostaneme derivováním (5) podle času s přihlédnutím k (4).
Pak
V daném případě je
a
Zpracoval: Pavel Čapek
|