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The equations of motion for a rigid body can be obtained from the principles governing the motion of a particle system. Now we will solve with Maple.

 

Dinamica_plana_de_cuerpos_rigidos.mw

(in spanish)

Atte.

Lenin Araujo Castillo

Corrección ejercico 4

 

4.- Cada una de las barras mostradas tiene una longitud de 1 m y una masa de 2 kg. Ambas giran en el plano horizontal. La barra AB gira con una velocidad angular constante de 4 rad/s en sentido contrario al de las manecillas del reloj. En el instante mostrado, la barra BC gira a 6 rad/s en sentido contrario al de las manecillas del reloj. ¿Cuál es la aceleración angular de la barra BC?

Solución:

restart; with(VectorCalculus)

NULL

NULL

m := 2

L := 1

theta := (1/4)*Pi

a[G] = x*alpha[BC]*r[G/B]-omega[BC]^2*r[G/B]+a[B]NULL

NULL

a[B] = x*alpha[AB]*r[B/A]-omega[AB]^2*r[B/A]+a[A]

NULL

aA := `<,>`(0, 0, 0)

`&alpha;AB` := `<,>`(0, 0, 0)

rBrA := `<,>`(1, 0, 0)

`&omega;AB` := `<,>`(0, 0, 4)

aB := aA+`&x`(`&alpha;AB`, rBrA)-4^2*rBrA

Vector[column](%id = 4411990810)

 (1)

`&alpha;BC` := `<,>`(0, 0, `&alpha;bc`)

rGrB := `<,>`(.5*cos((1/4)*Pi), -.5*sin((1/4)*Pi), 0)

aG := evalf(aB+`&x`(`&alpha;BC`, rGrB)-6^2*rGrB, 5)

Vector[column](%id = 4412052178)

 (2)

usando "(&sum;)M[G]=r[BC] x F[xy]"

rBC := `<,>`(.5*cos((1/4)*Pi), -.5*sin((1/4)*Pi), 0)

Fxy := `<,>`(Fx, -Fy, 0)

NULL

`&x`(rBC, Fxy) = (1/12*2)*1^2*`&alpha;bc`

(.2500000000*sqrt(2)*(-.70710*`&alpha;bc`-25.456)+(.2500000000*(57.456-.70710*`&alpha;bc`))*sqrt(2))*e[z] = (1/6)*`&alpha;bc`

 (3)

 

"(&sum;)Fx:-Fx=m*ax"           y             "(&sum;)Fy:Fy=m*ay"

ax := -28.728+.35355*`&alpha;bc`

-28.728+.35355*`&alpha;bc`

 (4)

ay := .35355*`&alpha;bc`+12.728

.35355*`&alpha;bc`+12.728

 (5)

Fx := -2*ax

57.456-.70710*`&alpha;bc`

 (6)

Fy := 2*ay

.70710*`&alpha;bc`+25.456

 (7)

`&x`(rBC, Fxy) = (1/12*2)*1^2*`&alpha;bc`

(.2500000000*sqrt(2)*(-.70710*`&alpha;bc`-25.456)+(.2500000000*(57.456-.70710*`&alpha;bc`))*sqrt(2))*e[z] = (1/6)*`&alpha;bc`

 (8)

.2500000000*sqrt(2)*(-.70710*`&alpha;bc`-25.456)+(.2500000000*(57.456-.70710*`&alpha;bc`))*sqrt(2) = (1/6)*`&alpha;bc`

.2500000000*2^(1/2)*(-.70710*`&alpha;bc`-25.456)+(14.36400000-.1767750000*`&alpha;bc`)*2^(1/2) = (1/6)*`&alpha;bc`

 (9)

"(->)"

[[`&alpha;bc` = 16.97068481]]

 (10)

NULL

 

Download ejercicio4.mw
dynamics mechanics rigid

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