Ривок (кінематика)

Риво́к або по́штовх (англ. jerk) векторна фізична величина, що характеризує темп (інтенсивність) зміни прискорення тіла у часі. Він є третьою похідною по часу від радіус-вектора.

Ривок
Лінійний рух з трапецієподібним законом зміни швидкості: ривок має нескінченні піки.
Символи:
Одиниці вимірювання
Розмірність: L T−3
Одиниці вимірювання: м/с³; m/s³

Ривок у кінематиці

Вектор ривка у довільний момент часу визначається шляхом диференціювання вектора прискорення точки по часу:

де:  прискорення,

 швидкість,
 радіус-вектор.

Відповідно формули для руху з постійним ривком матимуть вигляд:

Ці формули можна узагальнювати і на вищі похідні радіус-вектора, вводячи в розкладання координати у степеневий ряд наступні члени. За традицією або просто для зручності через часте використання перші 3 коефіцієнти в розкладі мають власні назви: швидкість, прискорення і ривок відповідно.

Одиниці вимірювання ривка

Електродинаміка

Сила, що діє на заряд, який рухається прискорено (радіаційне тертя або реакція випромінення), є пропорційною до третьої похідної координати (тобто першої похідної прискорення) по часу.

(в системі SI).

Застосування

Транспорт

Поняття ривка застосовується при перевезенні пасажирів, а також крихких і цінних вантажів.

Пасажир пристосовується до прискорення, напружуючи м'язи та обираючи позу. При зміні прискорення поза, зазвичай, також змінюється. Пасажиру потрібно дати час, щоб відреагувати та змінити позу — інакше стоячий пасажир втратить рівновагу, а сидячий — може зазнати удару. Типовий приклад — момент повної зупинки вагона метро після процесу гальмування: стоячі пасажири, нахилені вперед під час гальмування, не встигають пристосуватися до нового прискорення, що виникає в момент зупинки, і нахиляються назад.

Аналогічно, вантаж, до якого прикладене прискорення, деформується. Часта і швидка зміна прискорення означає часту і швидку деформацію, що може привести до руйнування крихкого вантажу. Частково ривок можна зменшити, використавши амортизаційне упакування.

Для багатьох приладів і пристроїв в технічних умовах нормується граничне значення ривка.

Похідні більшого порядку на транспорті застосовуються рідко. Відомий випадок, коли радіус-вектор досліджувався до четвертої похідної — виведення на орбіту телескопа Габбла[1].

В теоретичній механіці

Ривок у чотириланковому механізмі

Застосовується в інтегруванні за Верле для швидкого чисельного розв'язування диференціальних рівнянь руху матеріальних точок.

У роботі фінського математика К. Зундмана, присвяченій розв'язанню «задачі трьох тіл», використовуються вищі похідні і ряди[2].

Поняття ривка знаходить застосування і в задачі про обчислення кутових швидкостей і кутових прискорень ланок шарнірного чотири ланкового механізму — в ситуації, коли усі шарніри лежать на одній прямій[3].

Металорізальні верстати

В металорізальних верстатах с ЧПК зміна прискорення також є важливою — швидкі деформації інструмента, що трапляються при високому ривку, передчасно виводять інструмент з ладу.

Див. також

Примітки

  1. What is the term used for the third derivative of position?. Архів оригіналу за 30 листопада 2016. Процитовано 21 лютого 2014.
  2. K. Sundman (1912). Mémoire sur le problème des trois corps. Acta Mathematica 36: 105–179. doi:10.1007/BF02422379. (фр.)
  3. Кирсанов М. Н. Решения задач по теоретической механике. — М. : ИНФРА-М, 2015. — ISBN 978-5-16-010558-1. — С. 118—119.

Джерела

  • Капунцов Ю. Д. Электрооборудование и электропривод промышленных установок. Учебник для вузов. — М. : Высшая школа, 1979. — 360 с.
  • Хитрик В. Э. Методы динамической оптимизации механизмов машин-автоматов. — М. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. — 116 с.

Посилання

This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.