Настоящее пособие предназначено для самостоятельной работы над курсом теоретической механики. Вторая часть пособия содержит решения 220 задач отдела "Кинематика" "Сборника задач по теоретической механике" И. В. Мещерского. Материал второй части пособия разбит на четыре основных раздела: "Введение", "Решение задач кинематики точки", "Решение задач кинематики твердого тела" и "Решение задач на сложение движений". В разделе "Введение" приводятся краткие сведения из теории, которые можно использовать в качестве дополнительного справочного материала при изучении решений представленных в пособии задач. Расположение задач в пособии отличается от расположения задач в "Сборнике задач" И. В. Мещерского. Поэтому задачи имеют двойную нумерацию: первое число означает номер задачи данного пособия, второе – номер задачи из "Сборника задач" И. В. Мещерского любого издания, начиная с 36-го (1986 г.). В конце пособия приводится "Приложение" с таблицей, позволяющей по номеру задачи из "Сборника задач" И. В. Мещерского быстро находить ее решение в данном пособии. Решение каждой задачи пособия составлено таким образом, чтобы можно было его изучать, не обращаясь к решениям предыдущих задач подобного типа. Автор надеется, что пособие будет полезно преподавателям и студентам университетов, технических вузов, школьникам старших классов, а также всем желающим самостоятельно изучить методы решения задач теоретической механики. § В.1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАДАЧИ КИНЕМАТИКИКинематика – раздел теоретической механики, в котором изучается механическое движение материальных тел (их перемещение в пространстве с течением времени) без анализа условий, определяющих это движение. В качестве моделей материальных тел здесь используются общие для теоретической механики модели материальной точки и механической системы (или системы материальных точек). Однако, поскольку в кинематике понятие массы отсутствует, за материальную точку принимается геометрическая точка, а за механическую систему – множество геометрических точек, в котором движение каждой точки зависит от положения и движения остальных его точек. Частным случаем такой системы является абсолютно твердое (или просто твердое) тело – множество геометрических точек, в котором расстояние между точками в любой момент времени остается неизменным. Движение материальных тел в теоретической механике рассматривается относительно системы отсчета. В систему отсчета входит тело отсчета и начало отсчета или связанная с телом отсчета система координатных осей. Телом отсчета называют тело, относительно которого изучается данное движение, а началом отсчета – некоторую точку тела отсчета. В кинематике движение считается заданным, то есть считаются известными функциями времени параметры, определяющие положение механической системы или какой-либо ее части относительно выбранной системы отсчета. По заданным законам движения отдельных точек или частей рассматриваемой механической системы в кинематике определяются законы движения всей системы, других ее частей или точек, находятся их траектории, скорости и ускорения. Основными разделами кинематики, которые изучаются на практических занятиях по теоретической механике, являются кинематика точки, кинематика твердого тела, сложное движение точки и твердого тела. Чуркин Валерий Михайлович Доктор физико-математических наук, профессор кафедры теоретической механики факультета «Прикладная математика и физика» Московского авиационного института (национального исследовательского университета). В 1960 г. окончил МАИ по специальности «авиационные электромеханические установки». Автор более 70 печатных работ, в том числе 5 монографий. Специалист в области математического моделирования динамики объектов и систем авиационно-космической техники, теории колебаний и устойчивости движения.
|