Выполненные решения заданий и задач. 16

714
2022г Вариант 7 - ДЗ №2 - Динамика вращательного движения Зачтено на максимальный баллОднородный жёсткий вертикальный стержень длиной l=1 м и М=1 кг, движущийся поступательно в плоскости рисунка с постоянной горизонтальной скоростью V0, налетает на край массивной преграды (рис. 1). После удара стержень вращается вокруг оси O перпендикулярной плоскости рисунка. Ось вращения стержня совпадает с ребром преграды и проходит через точку контакта стержня с преградой, так что точка контакта лежит выше центра тяжести стержня (рис. 14). Потерями механической энергии при вращении стержня после удара пренебречь. Другие обозначения: l1 – расстояние от верхнего конца стержня до точки контакта; ω0 – угловая скорость стержня сразу после удара о ребро преграды; V0m – минимальная горизонтальная скорость стержня, а ω0m – соответственно минимальная угловая скорость стержня, при которой он после удара способен коснуться горизонтальной поверхности преграды; φm – максимальный угол поворота стержня после удара; ωК – угловая скорость стержня в момент его удара о горизонтальную поверхность преграды. Расчет следует начинать с определения характерной скорости V0m
722
2022г Вариант 7 - ДЗ №3 + ДЗ №4 - Колебания + ВолныЗачтено на максимальный баллВариант 7 - ДЗ №3 - Колебания Механическая система для этой задачи расположена на горизонтальной плоскости и представлена на рис. 18. Значения массы шариков, длина и жёсткость, соединяющих их пружин, а также другие исходные данные приведены в табл.9. Определить: - положение центра масс МС; - жёсткость левой и правой частей пружины, длины которых равны l10 и l20; - приведённую массу МС; - круговую частоту и период собственных незатухающих колебаний. Трением шариков о контактную горизонтальную плоскость пренебречь. Дополнительно (в соответствии с общими условиями задачи 3) рассчитать все требуемые величины и вывести уравнение затухающих колебаний вертикального пружинного маятника (см. рис. 27), у которого масса шарика равна m = m1, а длина и жёсткость пружины равны соответственно l0 и k (см. табл.9). В начальный момент времени шарик смещают так, что длина пружины становится равной l, а затем кратковременным воздействием сообщают скорость v1 или v2 . В результате система приходит в колебательное движение в вертикальном направлении. Трением шарика о боковую поверхность пренебречь. Варm1m2kl0lrv1v270,8m*0,4m*1,6k*1,4l*1,6l*1,8r*0,6u* 2022г Вариант 7 - ДЗ №4 - Волны Зачтено на максимальный баллЗадача 4-2 для вариантов с 7 по 17 Для стержня длиной l , закреплённого, как указано на рис. 35 - 40, необходимо: - Вывести формулу для возможных частот продольных волн, возбуждаемых в стержне, при которых в нём образуется стоячая волна; - Указать какая частота колебаний является основной, а какие частоты относятся к обертонам (к высшим гармоникам); - Определить частоту и длину волны i-ой гармоники; - Для этой гармоники нарисовать вдоль стержня качественную картину: а) Стоячей волны амплитуд смещений; б) Стоячей волны амплитуд деформаций. Исходные данные для каждого варианта задачи представлены в таблице № 17. № вар.Вид крепленияМатериалПлотность ρ, 103 кг/м3Модуль Юнга Е, 1010ПаДлина l, мОпределить i-ю гармонику7Рис 35.Сталь7,8200,83
723
2022г Вариант 7 - ДЗ №3 - Колебания  Зачтено на максимальный баллВариант 7 - ДЗ №3 - КолебанияМеханическая система для этой задачи расположена на горизонтальной плоскости и представлена на рис. 18. Значения массы шариков, длина и жёсткость, соединяющих их пружин, а также другие исходные данные приведены в табл.9.Определить:- положение центра масс МС;- жёсткость левой и правой частей пружины, длины которых равны l10 и l20;- приведённую массу МС;- круговую частоту и период собственных незатухающих колебаний.Трением шариков о контактную горизонтальную плоскость пренебречь.Дополнительно (в соответствии с общими условиями задачи 3) рассчитать все требуемые величины и вывести уравнение затухающих колебаний вертикального пружинного маятника (см. рис. 27), у которого масса шарика равна m = m1, а длина и жёсткость пружины равны соответственно l0 и k (см. табл.9). В начальный момент времени шарик смещают так, что длина пружины становится равной l, а затем кратковременным воздействием сообщают скорость v1 или v2 . В результате система приходит в колебательное движение в вертикальном направлении. Трением шарика о боковую поверхность пренебречь. Варm1m2kl0lrv1v270,8m*0,4m*1,6k*1,4l*1,6l*1,8r*0,6u* 
726
2022г Вариант 7 - ДЗ №4 - Колебания системы с одной степенью свободы - 2 части Зачтено на максимальный балл​​​​ В вариантах 1,2,3,4, 9, 21, 27 характеристики упругих элементов заданы через их статические деформации 3 ст , (линейные или угловые). Внешнее воздействие во всех вариантах изменяется во времени по закону sinpt. При выполнении домашнего задания "Малые колебания - определение параметров колебательного процесса" необходимо: 1. Составить дифференциальное уравнение малых колебаний системы. 2. Получить решение этого уравнения и, используя заданные начальные условия, определить постоянные интегрирования. 3. Определить период установившихся вынужденных колебаний Tв и добротность системы Д, а для вариантов с малым линейно-вязким сопротивлением (n < k ) дополнительно: Т1 - условный период затухающих колебаний, δ - логарифмический декремент колебаний, τ0- постоянную времени затухающих колебаний. При выполнении домашнего задания "Малые колебания - исследование колебательного процесса" предполагается, что по истечении времени 4Tв + 3/n (4Tв + 3 τ0) амплитуда внешнего воздействия увеличивается в два раза, а еще через такой же промежуток времени внешнее воздействие прекращается. Необходимо: 1. Исследовать амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики системы. 2. Исследовать процессы перехода от начального возмущенного состояния к установившимся вынужденным колебаниям, от установившихся вынужденных колебаний при исходной амплитуде внешнего воздействия к установившимся колебаниям при удвоении амплитуды и от последних к состоянию покоя после прекращения внешнего воздействия. 3. Построить график q(t), включающий все переходные процессы.
729
2022г Вариант 7 - ДЗ - Определение УЗД Зачетно на максимальный балл Вариант 7 - ДЗ - Определение УЗДУсловие Определить УЗД (уровни звукового давления) в расчетной точке при заданных уровнях звуковой мощности источников (Lp=f(fсг)) (источники ненаправленные), указанном расположении расчетной точки относительно источников шума, габаритных размерах промышленного помещения. Максимальный габарит любого источника много меньше расстояния до расчетной точки. Полученные данные сравнить с нормативными значениями (СН 2.2.4/2.1.8.562-96). Построить расчетный и предельный спектры. Сделать выводы о необходимости защитных мероприятий. Предложить защитные мероприятия.Примечание: постоянную помещения В определить в соответствии с назначением помещения и его объемом по СНиП II-12-77ВариантСхема расположения расчетной точки относительно источников шума (приложение 1)Расположение источников в пространствеРасстояния от источника до расчетной точки, мУровни звуковой мощности источников,(Lp=f(fсг))(приложение 2)Габаритные размеры промышленного помещения, А*В*С, м37Схема 13– подвешен1,2 – на полуR1=14R2=14R3=81 - 82 - 33 - 520х30х5Схема расположения расчетной точки относительно источников шума в помещении.Уровни звуковой мощности источников шума:№, п/п ,дБ631252505001000200040008000168889287908586762818283848381807737881838585868985                               ​
730
2022г Вариант 7 - ДЗ - Химия Зачетно на максимальный баллИсходные данные варианта №7В  резервуаре  на ХОО   при нормальных условиях    хранится  фосген. Размеры резервуара: диаметр  3,25 м,  длина   6 м. Коэффициент заполнения 0,9. Дать   прогноз  химической  обстановки   на 12 ч после разрушения   резервуара. Под  резервуаром  имеется   поддон (обваловка)  высотой 1,7 м.  Метеоусловия: СВУ - инверсия,  температура   0 град.С, ветер  3  м/с.Исходные данные:Хранение при нормальных условиях - хранение в жидком виде. tкип = 8,2оС , rж =1,432 т/м3Способ  хранения – хранение при нормальных условиях. NNНаименование АХОВПлотностьТемпе-Порого-Значения коэффициентовп / п т/м. кубратуравая ток-    кипе-содоза   К7 для значений температуры (С)  газжид-ния,г мин/м3К1К2К3- 40- 20   0  20  4012Фосген0.00351.432 8.20.60.050.0611.00/0.10/0.30/0.7 1/12.7/1               Способ хранения  АХОВСвойства ОблакоСостоя-ниеХарактеристики хранения Первичное Вторичное Бурное испарениеК1К7п Стационар-ноеиспарение         К1К7в Жидкое- НОРМАЛЬНЫЕ    условия          по давлению и  температуреВысокая  to- ра кипения при атмосферномдавлении-(К1=0К7п=0) +К1=0К7вТабл.14 Колонки10-14
731
2022г Вариант 8 - ДЗ №1 + ДЗ №2 - Динамика материальной точки - Динамика вращательного движения Защищено в сумме на 20 из 20 возможных баллов Две гладкие частицы сферической формы с массами m1 и m2, движущиеся со скоростями   и  , сталкиваются под углом b, как указано на рис.1. Расстояние до места встречи и скорости частиц соответствуют условиям соударения (отсутствию промаха).  b - угол встречи, т.е. угол, образованный векторами  и   ; a = (p - b) - дополнительный угол; j - угол между линией удара O1O2 и вектором   . Другие обозначения:   и   - скорости соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  -  совместная скорость частиц после абсолютно неупругого удара. q - угол отклонения частицы после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  или   и  g - угол разлета частиц после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  .       и  - импульсы соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  E1, E2 - кинетические энергии соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара. DE - изменение кинетической энергии механической системы, состоящей из двух частиц за время удара. Виды взаимодействия: а) абсолютно упругий удар (АУУ);  б) неупругий удар (НУУ); в) абсолютно неупругий удар (АНУУ). Общие исходные данные: m* = 10-3 кг, V* = 10 м/с, a* = p/2. Однородный жёсткий вертикальный стержень длиной l=1 м и М=1 кг, движущийся поступательно в плоскости рисунка с постоянной горизонтальной скоростью V0, налетает на край массивной преграды (рис. 1). После удара стержень вращается вокруг оси O перпендикулярной плоскости рисунка. Ось вращения стержня совпадает с ребром преграды и проходит через точку контакта стержня с преградой, так что точка контакта лежит выше центра тяжести стержня (рис. 14). Потерями механической энергии при вращении стержня после удара пренебречь. Другие обозначения: l1 – расстояние от верхнего конца стержня до точки контакта; ω0 – угловая скорость стержня сразу после удара о ребро преграды; V0m – минимальная горизонтальная скорость стержня, а ω0m – соответственно минимальная угловая скорость стержня, при которой он после удара способен коснуться горизонтальной поверхности преграды; φm – максимальный угол поворота стержня после удара; ωК – угловая скорость стержня в момент его удара о горизонтальную поверхность преграды. Расчет следует начинать с определения характерной скорости V0m
732
2022г Вариант 8 - ДЗ №1 - Динамика материальной точки Зачтено на максимальный балл Две гладкие частицы сферической формы с массами m1 и m2, движущиеся со скоростями   и  , сталкиваются под углом b, как указано на рис.1. Расстояние до места встречи и скорости частиц соответствуют условиям соударения (отсутствию промаха).  b - угол встречи, т.е. угол, образованный векторами  и   ; a = (p - b) - дополнительный угол; j - угол между линией удара O1O2 и вектором   . Другие обозначения:   и   - скорости соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  -  совместная скорость частиц после абсолютно неупругого удара. q - угол отклонения частицы после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  или   и  g - угол разлета частиц после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  .       и  - импульсы соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  E1, E2 - кинетические энергии соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара. DE - изменение кинетической энергии механической системы, состоящей из двух частиц за время удара. Виды взаимодействия: а) абсолютно упругий удар (АУУ);  б) неупругий удар (НУУ); в) абсолютно неупругий удар (АНУУ). Общие исходные данные: m* = 10-3 кг, V* = 10 м/с, a* = p/2.
742
2022г Вариант 8 - ДЗ №2 - Динамика вращательного движения Зачтено на максимальный баллОднородный жёсткий вертикальный стержень длиной l=1 м и М=1 кг, движущийся поступательно в плоскости рисунка с постоянной горизонтальной скоростью V0, налетает на край массивной преграды (рис. 1). После удара стержень вращается вокруг оси O перпендикулярной плоскости рисунка. Ось вращения стержня совпадает с ребром преграды и проходит через точку контакта стержня с преградой, так что точка контакта лежит выше центра тяжести стержня (рис. 14). Потерями механической энергии при вращении стержня после удара пренебречь. Другие обозначения: l1 – расстояние от верхнего конца стержня до точки контакта; ω0 – угловая скорость стержня сразу после удара о ребро преграды; V0m – минимальная горизонтальная скорость стержня, а ω0m – соответственно минимальная угловая скорость стержня, при которой он после удара способен коснуться горизонтальной поверхности преграды; φm – максимальный угол поворота стержня после удара; ωК – угловая скорость стержня в момент его удара о горизонтальную поверхность преграды. Расчет следует начинать с определения характерной скорости V0m
746
2022г Вариант 8 - ДЗ №3 + ДЗ №4 - Колебания + Волны Зачтено на максимальный баллВариант 8 - ДЗ №3 - Колебания Механическая система для этой задачи расположена на горизонтальной плоскости и представлена на рис. 18. Значения массы шариков, длина и жёсткость, соединяющих их пружин, а также другие исходные данные приведены в табл.9. Определить: - положение центра масс МС; - жёсткость левой и правой частей пружины, длины которых равны l10 и l20; - приведённую массу МС; - круговую частоту и период собственных незатухающих колебаний. Трением шариков о контактную горизонтальную плоскость пренебречь. Дополнительно (в соответствии с общими условиями задачи 3) рассчитать все требуемые величины и вывести уравнение затухающих колебаний вертикального пружинного маятника (см. рис. 27), у которого масса шарика равна m = m1, а длина и жёсткость пружины равны соответственно l0 и k (см. табл.9). В начальный момент времени шарик смещают так, что длина пружины становится равной l, а затем кратковременным воздействием сообщают скорость v1 или v2. В результате система приходит в колебательное движение в вертикальном направлении. Трением шарика о боковую поверхность пренебречь. Варm1m2kl0lrv1v280,6m*0,5m*1,4k*1,6l*1,2l*1,6r*00,7u* 2022г Вариант 8 - ДЗ №4 - Волны  Зачтено на максимальный баллЗадача 4-2 для вариантов с 7 по 17 Для стержня длиной l , закреплённого, как указано на рис. 35 - 40, необходимо: - Вывести формулу для возможных частот продольных волн, возбуждаемых в стержне, при которых в нём образуется стоячая волна; - Указать какая частота колебаний является основной, а какие частоты относятся к обертонам (к высшим гармоникам); - Определить частоту и длину волны i-ой гармоники; - Для этой гармоники нарисовать вдоль стержня качественную картину: а) Стоячей волны амплитуд смещений; б) Стоячей волны амплитуд деформаций. Исходные данные для каждого варианта задачи представлены в таблице № 17. № вар.Вид крепленияМатериалПлотность ρ, 103 кг/м3Модуль Юнга Е, 1010ПаДлина l, мОпределить i-ю гармонику8Рис 36.Латунь8,51212
747
2022г Вариант 8 - ДЗ №3 - Колебания Зачтено на максимальный баллВариант 8 - ДЗ №3 - КолебанияМеханическая система для этой задачи расположена на горизонтальной плоскости и представлена на рис. 18. Значения массы шариков, длина и жёсткость, соединяющих их пружин, а также другие исходные данные приведены в табл.9.Определить:- положение центра масс МС;- жёсткость левой и правой частей пружины, длины которых равны l10 и l20;- приведённую массу МС;- круговую частоту и период собственных незатухающих колебаний.Трением шариков о контактную горизонтальную плоскость пренебречь.Дополнительно (в соответствии с общими условиями задачи 3) рассчитать все требуемые величины и вывести уравнение затухающих колебаний вертикального пружинного маятника (см. рис. 27), у которого масса шарика равна m = m1, а длина и жёсткость пружины равны соответственно l0 и k (см. табл.9). В начальный момент времени шарик смещают так, что длина пружины становится равной l, а затем кратковременным воздействием сообщают скорость v1 или v2. В результате система приходит в колебательное движение в вертикальном направлении. Трением шарика о боковую поверхность пренебречь. Варm1m2kl0lrv1v280,6m*0,5m*1,4k*1,6l*1,2l*1,6r*00,7u*
750
2022г Вариант 9 - ДЗ №1 + ДЗ №2 - Динамика материальной точки - Динамика вращательного движения Защищено в сумме на 20 из 20 возможных баллов Две гладкие частицы сферической формы с массами m1 и m2, движущиеся со скоростями   и  , сталкиваются под углом b, как указано на рис.1. Расстояние до места встречи и скорости частиц соответствуют условиям соударения (отсутствию промаха).  b - угол встречи, т.е. угол, образованный векторами  и   ; a = (p - b) - дополнительный угол; j - угол между линией удара O1O2 и вектором   . Другие обозначения:   и   - скорости соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  -  совместная скорость частиц после абсолютно неупругого удара. q - угол отклонения частицы после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  или   и  g - угол разлета частиц после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  .       и  - импульсы соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  E1, E2 - кинетические энергии соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара. DE - изменение кинетической энергии механической системы, состоящей из двух частиц за время удара. Виды взаимодействия: а) абсолютно упругий удар (АУУ);  б) неупругий удар (НУУ); в) абсолютно неупругий удар (АНУУ). Общие исходные данные: m* = 10-3 кг, V* = 10 м/с, a* = p/2. Однородный жёсткий вертикальный стержень длиной l=1 м и М=1 кг, движущийся поступательно в плоскости рисунка с постоянной горизонтальной скоростью V0, налетает на край массивной преграды (рис. 1). После удара стержень вращается вокруг оси O перпендикулярной плоскости рисунка. Ось вращения стержня совпадает с ребром преграды и проходит через точку контакта стержня с преградой, так что точка контакта лежит выше центра тяжести стержня (рис. 14). Потерями механической энергии при вращении стержня после удара пренебречь. Другие обозначения: l1 – расстояние от верхнего конца стержня до точки контакта; ω0 – угловая скорость стержня сразу после удара о ребро преграды; V0m – минимальная горизонтальная скорость стержня, а ω0m – соответственно минимальная угловая скорость стержня, при которой он после удара способен коснуться горизонтальной поверхности преграды; φm – максимальный угол поворота стержня после удара; ωК – угловая скорость стержня в момент его удара о горизонтальную поверхность преграды. Расчет следует начинать с определения характерной скорости V0m
751
2022г Вариант 9 - ДЗ №1 - Динамика материальной точки Зачтено на максимальный баллДве гладкие частицы сферической формы с массами m1 и m2, движущиеся со скоростями   и  , сталкиваются под углом b, как указано на рис.1. Расстояние до места встречи и скорости частиц соответствуют условиям соударения (отсутствию промаха).  b - угол встречи, т.е. угол, образованный векторами  и   ; a = (p - b) - дополнительный угол; j - угол между линией удара O1O2 и вектором   . Другие обозначения:   и   - скорости соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  -  совместная скорость частиц после абсолютно неупругого удара. q - угол отклонения частицы после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  или   и  g - угол разлета частиц после удара, т.е. угол, образованный векторами  и  .       и  - импульсы соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара.  E1, E2 - кинетические энергии соответственно 1-ой и 2-ой частицы после удара. DE - изменение кинетической энергии механической системы, состоящей из двух частиц за время удара. Виды взаимодействия: а) абсолютно упругий удар (АУУ);  б) неупругий удар (НУУ); в) абсолютно неупругий удар (АНУУ). Общие исходные данные: m* = 10-3 кг, V* = 10 м/с, a* = p/2.