[习题10-1] 船A、B的重量分别为及,两船原处于静止间距。设船B上有一人,重,用力拉动船A,使两船靠拢。若不计水的阻力,求当两船靠拢在一起时,船B移动的距离。
解:以船A、B及人组成的物体系统为质点
,
设偏心轮B船向左移动了S米,
则A船向右移动了6-S米。
由质点系的动量定理得:
[习题10-2] 电动机重,放置在光滑的水平面上,另有一匀质杆,长,重,一端与电动机机轴固结,并与机轴的轴线垂直,另一端则刚连一重的物体,设机轴的角速度为(为常量),开始时杆处于铅垂位置并且系统静止。试求电动机的水平运动。
解:以电动机、匀质杆和球构成的质点系为研究对象。其受力与运动分析如图所示。匀质杆作平面运动。
因为质点系在水平方向上不受力,所以
由动量定理得:
这就是电动机的水平运动方程。
[习题10-3] 浮动起重机起吊重的重物,起重机重,杆长,开始时杆与铅垂位置成角,忽略水的阻力,杆重不计,当起重杆OA转到与铅垂位置成角时,求起重机的位移。 解:以重物和起重机构成的物体系统为质系。
因为质点系在水平方向不受力,所以
。即OA运动前后,质点系的质心保持不变。也就是质心守恒。
当OA杆转到与铅垂位置成角时,质点系质心的横坐标为:
当OA杆转到与铅垂位置成角时,
质点系质心的横坐标为:
因为质心守恒,所以
,即:
故,当起重杆OA转到与铅垂位置成角时,起重机向左移动了0.2662米。
[习题10-4] 匀质圆盘绕偏心轴O以匀角速度转动。重P的夹板借右端弹簧推压面顶在圆盘上,当圆盘转动时,夹板作住复运动。设圆盘重W,半径为,偏心距为,求任一瞬时作用于基础和别螺栓的动反力。
解:设机座的重量为G,则当偏心轮转动时,
质点系的受力如图所示。当停偏心轮静止时,
水平约束力不存在,此时的反力为静反力:
;当偏心轮转动时,存在
动反力:和。质点系的受力与运动分