No problema é necessário determinar a velocidade absoluta do ponto M no instante t = 1 s. O movimento do ponto M ao longo da placa quadrada 1 é descrito pela equação BM = 0,1t2. As manivelas AB = CD = 0,5 m giram de acordo com a lei da velocidade angular? = 0,25?t.
Para resolver o problema, usamos a fórmula da velocidade absoluta de um ponto localizado em um corpo rígido movendo-se translacionalmente e girando ao mesmo tempo:
VM = Vp + Vvr,
onde Vп é a velocidade do ponto M em relação ao centro da placa, Vвр é a velocidade do centro da placa em relação ao sistema de coordenadas fixas.
Vamos encontrar a velocidade do centro da placa em relação ao sistema de coordenadas fixas:
Vвр = R x ?,
onde R é o raio da manivela,? - velocidade angular da manivela.
Como as manivelas são iguais, a velocidade do centro da placa é igual a:
Vвр = 0,5 x 0,25 ?t = 0,125 ?t.
Vamos encontrar a velocidade do ponto M em relação ao centro da placa:
Vп = d(BM)/dt,
onde BM é a distância entre o centro da placa e o ponto M.
Vamos diferenciar a equação VM = 0,1t2:
VМ = d(0,1t2)/dt = 0,2t.
Então:
BM = a/2 + ?(VМt)^2,
onde a é o comprimento da lateral da placa.
Em t = 1 com:
BM = 0,5/2 + ?(0,2)^2 = 0,55 m.
Agora podemos encontrar a velocidade absoluta do ponto M:
VM = Vn + Vvr = 0,2 - 0,125 = 0,075 m/s.
Resposta: 0,075 m/s.
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Solução do problema 11.2.5 da coleção de Kepe O.?. consiste em determinar a velocidade absoluta do ponto M no instante t = 1 s, se seu movimento ao longo da placa quadrada 1 for dado pela equação BM = 0,1t2. As manivelas AB = CD = 0,5 m giram de acordo com a lei? = 0,25?t.
Para resolver o problema, você precisa usar a fórmula para encontrar a velocidade absoluta de um ponto na manivela:
v(abs) = v(otn) + R * w,
onde v(rel) é a velocidade relativa do ponto M em relação à manivela, R é o raio da manivela, w é a velocidade angular da manivela.
O primeiro passo é encontrar a velocidade angular da manivela, que é dada pela lei da rotação? = 0,25?t. Substituindo t = 1 s, obtemos:
? = 0,25 * 1 = 0,25 rad/s.
Então determinamos a velocidade relativa do ponto M em relação à manivela. Para isso, é necessário expressar as coordenadas do ponto M através do ângulo de rotação da manivela:
x = AB + BMporque(?), y = BMpecado(?),
onde BM é a distância do centro da manivela ao ponto M.
Diferenciando estas expressões em relação ao tempo, obtemos a velocidade do ponto M em relação à manivela:
vx = -BM*?filho(?), vy = BM?*cos(?).
Substituindo valores? e BM, obtemos:
vx = -0,50,25sen(0,25) = -0,054 m/s, vy = 0,50,25cos(0,25) = 0,473 m/s.
Finalmente, encontramos a velocidade absoluta do ponto M usando a fórmula:
v(abs) = v(otn) + R * w,
onde R = AB = 0,5 m - raio da manivela. Substituindo os valores, obtemos:
v(abs) = sqrt(vx^2 + vy^2) + R * ? = quadrado (0,054 ^ 2 + 0,473 ^ 2) + 0,5 * 0,25 = 0,438 m/s.
Assim, a velocidade absoluta do ponto M no instante t = 1 s é igual a 0,438 m/s.
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