问题 D1-63 的解决方案(图 D1.6,条件 3,S.M. Targ,1989)
让质量为 D 的负载在位于垂直平面的弯管 ABC 中移动,在 A 点获得初速度 v0。管道的截面可以是倾斜的,也可以是水平的(见图 D1.0 - D1.9 和表 D1) )。在AB截面中,除了重力之外,负载还受到恒定力Q(其方向如图所示)和介质阻力R的作用,该阻力取决于负载的速度v和是针对运动的。忽略AB 段管道上的载荷摩擦。
在 B 点,负载在不改变速度的情况下移动到管道的 BC 部分,其中除重力外,还受到摩擦力的作用(负载在管道上的摩擦系数 f = 0.2) 和可变力 F,其中 Fx 在 x 轴上的投影在表中给出。
假设载荷为一个质点,已知载荷从A点移动到B点的距离AB=l或时间t1,则需要求出载荷在BC截面上的运动规律,即,x = f(t),其中 x = BD。
回答:
在AB部分中,除了重力之外,负载还受到恒定力Q和介质阻力R的作用,方向与运动相反。根据牛顿第二定律,作用在负载上的所有力的总和等于其质量 D 和加速度 a 的乘积:
D * a = Q - R - D * g,
其中 g 是重力加速度。
让我们表达负载a的加速度:
a = (Q - R - D * g) / D。
此时,介质的阻力R取决于负载v的速度:
R = k * v,
其中k是介质的阻力系数。
因此,负载的加速度可以表示为:
a = (Q - k * v - D * g) / D。
在BC截面中,除了重力之外,载荷还受到摩擦力和变力F的作用。根据牛顿第二定律,作用在载荷上的所有力的总和等于其力的乘积。质量 D 和加速度 a:
D * a = Fx - f * D * g - D * g,
其中 Fx 是变力 F 在 x 轴上的投影。
让我们表达负载a的加速度:
a = (Fx - f * D * g - D * g) / D。
这样,我们就得到了BC截面上载荷加速度的表达式。为了找到负载在该区域的运动规律,需要求解连接负载 x 的坐标及其加速度 a 的二阶微分方程:
d2x / dt2 = (Fx - f * D * g - D * g) / D。
求解这个方程将使我们能够找到函数 x = f(t),它描述了飞机部分上的负载的运动。
为了求解微分方程,需要知道初始条件,即负载在 B 点的坐标和速度。假设负载在 B 点的坐标 x = 0,速度 v = v0。然后,利用飞机截面上的加速载荷公式,我们得到以下微分方程:
d2x / dt2 = (Fx - f * D * g - D * g) / D。
为了解决这个问题,您可以使用数值方法,例如欧拉法或龙格-库塔法。由此产生的解决方案将允许我们找到函数 x = f(t),它描述了飞机部分上的负载的运动。
因此,要解决该问题,需要计算AB和BC截面上的载荷加速度,建立BC截面的微分方程,并利用B点的初始条件进行数值求解。
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解决方案 D1-63 是一种概率决策算法,在 S.M. 的《概率论及其应用简介》一书中开发和描述。 1989 年的塔尔加。
描述中提到的图E1.6条件3可能是与该解决方案相关的说明。然而,由于没有关于这张图的具体信息,我无法提供更详细的描述。
一般来说,可以假设解决方案 D1-63 是一种数学工具,可用于在难以预测未来事件的不确定条件下做出决策。然而,需要更多信息才能进行更准确的描述。
解D1-63是关于质量为m的负载的运动问题,该负载在A点接收初速度v0,并沿着位于垂直平面内的弯管ABC移动。在AB段中,负载受到恒定力Q和介质阻力R的作用,该阻力取决于负载的速度。在 B 点,载荷传递到管道的 BC 部分,除了重力之外,载荷还受到摩擦力和变力 F 的作用,其中 Fx 在 x 轴上的投影为桌子。负载与管道之间的摩擦系数为0.2。
任务是求飞机截面上货物运动的规律,即函数x = f(t),其中x是B点和D点之间的距离,t是货物从点运动的时间B 点到 C 点。要解决该问题,必须使用运动方程和牛顿定律,同时考虑作用在负载上的所有力以及变量之间的联系。
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