习题1 长为2l质量为m1的质直杆AB上套一质量m2为的的滑块p。滑块与杆的一端A用原长为L的刚性系数为k的弹簧相连。杆在水平面上运动,如图示。试凯恩方程写出系统的微分方程。(图是自己想的)
取动坐标系c xy则c点的速度为
vcvcxivcyj
sin ,vcy-xcsinyccos ccosy 因为 vcxx为此 取伪速度
ccosycsin;u2-xcsinyccos u1x;us u34于是,有
kuk vcu1iu2j;3
js vvc(s-l)(u1u4)i[u2(sl)u3]j
为清 :
u1 i 0 i u2 j 0 j u3 0 k (s-l)j u4 0 0 i vc vp 作用于P点的主动力为弹性力Fk;
Fk-k(s-l)i; 作用于AB杆上的主动力为弹性力Fk; Fkk(s-l)i;
于是,系统的广义主动力为;
K1Fkvp1Fkvc10K2Fkvp2Fkvc20KF
3kvp3Fkvc30K4Fkvp4Fkvc40;;
C点的加速度为 advccdtu1iu1(i)u2ju2(j) (uu2u3)i(u2u1u3)j AB杆的角加速度为; ddtku3k P点的加速度为;
apdvpdt(u1u4)i(u1u4()i)(u2(s-l)u3)((u2(sl)u3u3u4)j 于是,系统的广义惯性力为:
K1-m1acvc1Jc1maapvp1、-m12
1acvc1-3m1lu3k1m2apvp1m21(u1u2u3)m2(u1u4u2u3(sl)u3)(mml)u21m2)u1(m12)u2u3m2(u4(s3)
K2-mv11acc23m1l2u3k2m2apvp2 m1(u1u1u3)m2(u2u1u32u4u3(sl)u3)(m1m2)u2(m1m2)u1u3m2(2u3u4(sl)u3)j)
K31-m1acvc3-m1l2u3k3m2apvp33 12-m1lu3m((u22u3u4u1u3(sl)u3)22s-l)31m1l2m2(sl)2u3-m(2s-l)(u22u3u4u1u3)3
12K-mav-m1l2u3k4-m2apvp4-m2(u1u4-u2u3(-s-l)u3)41cc43由凯恩方程得:KsK,得s0,s1,2,3,42 (m1m2)(u1-u2u3)m(02u4-(s-l)u3)(m1m2)(u2u1u3)m((s-l)u32u3u4)0212m1l2m(s-l)u3m(022s-l)(u22u3u4u2u3)32m2(u1u4u2u3(sl)u3)k(s-l)0
这就是以u1,u2,u3,u4,为变量表示的运动微分方程