Bài giảng Cơ lí thuyết - Chương 11: Chuyển động song phẳng của vật rắn

Trường Đại học Cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh

Khoa Cơng nghệ Cơ khí

CHƯƠNG XII:
Chuyển động song phẳng của vật rắn
Thời lượng: 9 tiết


KIỂM TRA BÀI CŨ – Truyền động cơ bản
Cho cơ cấu truyền động 2 bánh răng với bán kính vịng
chia lần lượt là r1 = 20 cm, r2 = 30 cm. Bánh răng 1 bắt
đầu quay với gia tốc góc ε1 = - t/2 rad/s2, với t là thời
gian (s). Khi t = 1 s hãy tính:

1

2

1

O1

A1 A2
O2

1. ε2 = ?
2. ω1 , ω2 = ?
3. θ1 , θ2 = ?
4. aA1, aA2 = ?

2


Hợp các chuyển động cơ bản của vật rắn

3


Hợp các chuyển động cơ bản của vật rắn

4


Hợp các chuyển động cơ bản của vật rắn

5


Hợp các chuyển động cơ bản của vật rắn

6


Hợp các chuyển động cơ bản của vật rắn

7


Hợp các chuyển động cơ bản của vật rắn

8


Hợp các chuyển động cơ bản của vật rắn

9

Nhận diện chuyển động của các khâu trong cơ cấu ?


Chuyển động song phẳng

10

Là chuyển động mà mọi điểm thuộc vật chuyển động trong
mặt phẳng song song với mặt cố định.

A



A

BB

B
A

Ta chỉ cần khảo
sát chuyển động

của điểm A và B
trong mặt phẳng
chứa chúng là đủ
để khảo sát toàn
vật.

Song phẳng bao gồm chuyển động tịnh tiến + quay ?


Chuyển động song phẳng

vB A  rB A   ;
a

n
B A



 rB A   

aB A  rB A  

2

v

2
B A

rB A

v B A  ω  rB A  ; rB A  AB

11

 vB A   ; a nB A  ω  v B A   ω   ω  rB A  ;


aB A  ε  rB A 


Chuyển động song phẳng

12

v B A  ω  rB A 
Quỹ đạo
điểm B

vB

vB A    AB

vA
Quỹ đạo điểm A

vB  v A  vB A

v B  v A  ω  rB A 

Chuyển động song phẳng

13

Phương  BA
v B A Chiều thuận chiều ω
vB/A = AB.


Chuyển động song phẳng

14


Chuyển động song phẳng

28/08/2021

15


Chuyển động song phẳng

16


Các bước giải bài tập vận tốc

17

Có 2 bài tốn chính trong vấn đề vận tốc của chuyển động
song phẳng:
- Xác định vận tốc của 1 điểm thuộc vật
- Xác định vận tốc góc của 1 vật chuyển động song
phẳng hoặc quay quanh trục
Các bước giải:
- Xác định loại chuyển động của tất cả các vật trong hệ
(tịnh tiến, quay quanh trục, song phẳng)
- Xác định điểm nào đã có hoặc dễ tìm véctơ vận tốc.
Xác định phương vận tốc của các điểm trong hệ.
- Xác định vận tốc của 1 điểm qua vận tốc của 1 điểm đã
biết trước, sử dụng:
vB  v A  vB A


  
v B  v A  ω  rB A  


Các phương pháp dùng (*)

18

Dùng tam giác vận tốc, dựng hình và áp dụng định
lý sin-cos trong tam giác

vB  v A  vB A

Chiếu (*) lên hai trục vuông góc x, y để tìm 2 ẩn số
Chú ý: Các véc tơ chưa biết hướng có thể giả thiết hướng.


Các phương pháp dùng (*)

19

Biểu diễn các véctơ vận tốc dưới dạng v = vxi + vyj và ω = ωk,
Sau đó sử dụng phương trình: v B  v A  ω  rB A  ; rB A  AB

Hình chiếu vận tốc hai điểm
bất kỳ thuộc hình phẳng lên
phương nối hai điểm thì
bằng nhau  Áp dụng khi
nào ?

v A  cos   vB  cos 


20



Tìm vận tốc
của các điểm
C, A, B, E, D
biết bán kính
R, vận tốc
góc ω bằng 3

phương
pháp đầu


21

1) Phương pháp 1: phải vẽ hình tam giác vận tốc, xác định
các góc chỉ phương các véctơ và dùng định lý sin-cos tuy
nhiên phương pháp này chỉ tiện khi véctơ vận tốc vA
nằm ngang, dọc hoặc xiên các góc đã biết và đoạn thẳng
AB cũng có 1 vị trí dễ tính trong mặt phẳng
2) Phương pháp 2: Nên vẽ các véctơ vận tốc trực tiếp lên
hình và có chung 1 gốc là điểm cần xác định vận tốc
3) Phương pháp 3: là phương pháp hữu dụng tổng quát,
không cần vẽ hình nhưng phải tính tọa độ véctơ và tính
định thức cho đúng
4) Phương pháp 4: chỉ nên áp dụng khi biết rõ phương của
2 vận tốc vA và vB (biết rõ các góc α và β)
28/08/2021


22

Con trượt A chuyển động xuống dưới với vận tốc 2 m/s. Xác
định vận tốc B tại vị trí như hình vẽ bằng 4 phương pháp.


23

Thanh AB quay quanh trục A với vận tốc góc 3 rad/s. Xác

định vận tốc góc thanh BC và vận tốc co trượt C tại vị trí như
hình vẽ bằng 4 phương pháp.
28/08/2021


24

Thùng hình trụ bán kính 0.5 ft lăn khơng trượt sang phải với
vận tốc góc 15 rad/s trên băng chuyền dịch chuyển với vận
tốc 2 ft/s sang phải như hình vẽ. Xác định vận tốc của điểm
A bằng các phương pháp.


5. Tâm vận tốc tức thời (TVTTT)

25

Tâm vận tốc tức thời là điểm của hình phẳng mà vận tốc
của nó tại thời điểm đang xét bằng 0.
Nếu hình phẳng chuyển động khơng tịnh tiến thì TVTTT tại
từng thời điểm ln tồn tại và duy nhất.