Виды механического движения. Механическое движение и его виды Виды движений в физике

Механическим движением тела (точки) называется изменение его положения в пространстве относительно других тел с течением времени.

Виды движений:

А) Равномерное прямолинейное движение материальной точки: Начальные условия

. Начальные условия

Г) Гармоническое колебательное движение. Важным случаем механического движения являются колебания, при которых параметры движения точки (координаты, скорость, ускорение) повторяются через определенные промежутки времени.

О писания движения . Существуют различные способы описания движения тел. При координатном способе задания положения тела в декартовой системе координат движение материальной точки определяется тремя функциями, выражающими зависимость координат от времени:

x = x (t ), y =у(t ) и z = z (t ) .

Эта зависимость координат от времени называется законом движения (или уравнением движения).

При векторном способе положение точки в пространстве определяется в любой момент времени радиус-вектором r = r (t ) , проведенным из начала координат до точки.

Существует еще один способ определения положения материальной точки в пространстве при заданной траектории ее движения: с помощью криволинейной координаты l (t ) .

Все три способа описания движения материальной точки эквивалентны, выбор любого из них определяется соображениями простоты получаемых уравнений движения и наглядности описания.

Под системой отсчета понимают тело отсчета, которое условно считается неподвижным, систему координат, связанную с телом отсчета, и часы, также связанные с телом отсчета. В кинематике система отсчета выбирается в соответствии с конкретными условиями задачи описания движения тела.

2. Траектория движения. Пройденный путь. Кинематический закон движения.

Линия, по которой движется некоторая точка тела, называется траекторией движения этой точки.

Длина участка траектории, пройденного точкой при ее движении, называется пройденным путем .

Изменение радиус- вектора с течением времени называют кинематическим законом :
При этом координаты точек будут являться координатами по времени:x = x (t ), y = y (t ) и z = z (t ).

При криволинейном движении путь больше модуля перемещения, так как длина дуги всегда больше длины стягивающей её хорды

Вектор, проведенный из начального положения движущейся точки в положение ее в данный момент времени (приращение радиус-вектора точки за рассматриваемый промежуток времени), называется перемещением . Результирующее перемещение равно векторной сумме последовательных перемещений.

При прямолинейном движении вектор перемещения совпадает с соответствующим участком траектории, и модуль перемещения равен пройденному пути.

3. Скорость. Средняя скорость. Проекции скорости.

Скорость - быстрота изменения координаты. При движении тела (материальной точки) нас интересует не только его положение в выбранной системе отсчета, но и закон движения, т. е. зависимость радиус-вектора от времени. Пусть моменту времени соответствует радиус-вектордвижущейся точки, а близкому моменту времени- радиус-вектор. Тогда за малый промежуток времени
точка совершит малое перемещение, равное

Для характеристики движения тела вводится понятие средней скорости его движения:
Эта величина является векторной, совпадающей по направлению с вектором
. При неограниченном уменьшенииΔt средняя скорость стремится к предельному значению, которое называется мгновенной ско­ростью :

Проекции скорости.

А) Равномерное прямолинейное движение материальной точки:
Начальные условия

Б) Равноускоренное прямолинейное движение материальной точки:
. Начальные условия

В) Движение тела по дуге окружности с постоянной по модулю скоростью:

Характеристики механического движения. Виды движения.

Механическое движение тел изучается в разделе физики, который называется механикой . Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени .

Механическим движением называется изменение положения тел в пространстве относительно других тел с течением времени.

Раздел механики кинематика отвечает на вопрос: «как движется тело?»

Азбука кинематики необходима нам для того, чтобы мы могли:

Выбирать систему отсчета для изучения движения тела;

Упрощать задачи, мысленно заменяя тело материальной точкой;

Определять траекторию движения, находить путь;

Различать виды движений.

Чтобы описывать движение, нужно иметь систему отсчета:

- тело отсчета;

- связанную с телом отсчета систему координат;

- прибор для измерения времени (часы).

Основная задача механики – определить положение тела в любой момент времени.

Тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь, называют материальной точкой.

Характеристики механического движения:

1.Траектория

3.Перемещение

4.Скорость

5.Ускорение

Линия, по которой движется тело (или материальная точка), называется траекторией движения тела.

Путь , – это длина участка траектории . Путь – скалярная величина.

Перемещением тела (материальной точки) называют вектор, проведённый из начального положения тела в его положение в данный момент времени. Длину направленного отрезка S называют модулем перемещения. Перемещение есть векторная величина.

Скорость равномерного прямолинейного движения – это физическая величина, равная отношению перемещения тела ко времени, за которое оно совершено.

Ускорением тела называют векторная физическую векторную величину, равную отношению изменения скорости тела ко времени, за которое это изменение произошло.

Проекция вектора на координатную ось

Виды движения

механическое движение

1. Прямолинейное 5. По окружности

2.Равномерное 3. Неравномерное равномерное

4. Равноускоренное

2. Равномерным механического движения является движение тела вдоль прямой линии с постоянной по модулю и направлению скоростью . При равномерном движении тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути .

3. Неравномерным называется движение , при котором тело за равные промежутки времени проходит неравные пути.

Средней скоростью называют отношение полного перемещения, которое совершило тело, ко времени, за которое совершено это перемещение.

Средняя путевая скорость – это отношение полного пути, пройденного телом, ко времени, за которое путь пройден.

Мгновенная скорость – скорость движения тела в данный момент времени, скорость тела в данной точке траектории

4.Равноускоренным называется движение, при котором за любые равные промежутки времени скорость тела увеличивается на одинаковую величину. При равноускоренном движении ускорение тела постоянно.

Четыре возможных случая направленности начальной скорости и ускорения

Графики движения

Прям. Равн. Движ. Прям. Равноуск. Движ.

Задача кинематики состоит в том, чтобы количественно (через уравнения) описать движение любых тел и установить взаимосвязи между величинами, характеризующими движение.

А как это сделать?

Каждое реальное тело в любой момент времени обладает некоторой геометрической формой, определенным образом ориентировано в пространстве и занимает в нем определенное место.

Но и форма, и ориентация в пространстве, и местоположение тела с течением времени могут изменяться.

Например, возьмем воздушный шарик. Шарик можно сжать (изменить его форму), можно повернуть (изменить его ориентацию в пространстве), можно перенести в другое место без изменения формы и ориентации. Изменение формы и (или) объема тела называется деформацией тела .

• Деформация от лат. deformatio - искажение.

При деформации тела изменяются расстояния между его точками.

Изменение ориентации тела в пространстве называется поворотом , а происходящее при этом движение - вращательным движением тела .

Поворот тела наблюдается и при колебательном движении.

Если движение происходит без деформации и поворота тела, его называют поступательным .

• Признак поступательного движения: при поступательном движении прямая, проходящая через любые две точки тела, остается параллельной своему первоначальному положению.

Поступательное движение может быть, как прямолинейным, так и криволинейным. Траектории точек тела, движущегося поступательно, одинаковы между собой - каждая точка повторяет движение любой другой точки тела с некоторым постоянным сдвигом.

В общем случае движение тела представляет собой результат сложения трех движений: деформации, вращения и поступательного движения.

Описать движение тела в общем случае достаточно сложно, необходимы упрощения. Для этого в кинематике используют ряд физических моделей.

• Модель 1.

Если деформация тела незначительная, то ею можно пренебречь. В таких случаях можно использовать модель абсолютно твердого тела - воображаемого тела, которое никогда не деформируется.

• Модель 2.

Если можно пренебречь вращением абсолютно твердого тела (или они нас в данной задаче не интересуют), то достаточно рассмотреть лишь поступательное движение тела. При таком движении все точки тела движутся одинаково, поэтому достаточно изучить движение любой одной точки тела. В таких случаях широко используют модель материальной точки .

Материальной точкой называют тело, размерами которого в данной задаче можно пренебречь.

Именно от поставленной задачи зависит, можно ли считать данное реальное тело материальной точкой. Так, если нас интересует движение крыльев бабочки, ее нельзя рассматривать как материальную точку. В то же время, земной шар можно считать материальной точкой, если интересоваться только движением Земли по орбите вокруг Солнца, а не вращением Земли вокруг своей оси.

Движение материальной точки полностью определено, если задана ее траектория и известно, в какой точке траектории она находится в каждый момент времени.

Партия деталей – кол-во одновременно запускаемых в производство деталей.

При партионной организации различают 3 вида движения:

1)последовательный, характерный для единичной или партионной обработки изделий; 2)параллельный, применяемый в условиях поточной обработки или сборки;

3) последовательно-параллельный, используемый в условиях прямоточной обработки или сборки изделий.

Под видом движения предметов труда понимаются способы передачи рабочей детали с одного места на следующее.

Последовательный вид движения – партия деталей обрабатывается полностью на каждой операции, а затем передается на следующую.

Т посл. = nt 1 + nt 2 + nt 3 + nt 4 +…= n

t пропорцион. числу деталей в партии и времени обработки детали в партии.

t – время обработки одной детали; n – кол-во деталей в партии; m – число операций обработки.

Время выполнения одной операции при обработке всех деталей в партии определяется:

T o = nt/c; c – число рабочих мест или агрегатов, выполняющих одну и ту же операцию.

T послед. цикл = n

Параллельно-последовательный вид движения. Определяется тем, что вся партия деталей разбивается на передаточные партии, которые переходят на последующие операции, не ожидая окончания на предыдущих операциях, при условии непрерывности обработки на каждой операции.

p – число деталей в передаточной партии.

p = n/m; n – число деталей; m – число операций.

Если p=1, то передача осуществляется поштучно.

 - перекрываемое время, т.е. время выполнения смежных параллельных операций. Оно определяется по формуле или графически.

 = (n-p)*(t/c)короткое время операций

Тпар-посл = Тпосл - = Тпосл -
короткое

Кперек = Тпар-посл/Тпосл; Кперек – коэф-т перекрытия.

Последовательные движения приводят к связыванию затрат незавершенного про-ва, но легче учет и обеспечить сохраняемость, проще планирование. Последовательный вид применяется там, где нет повторяемости обработки, где детали могут совершать сложные пути.

Параллельно-последовательный вид применяется, когда операции не синхронизированы. При параллельно-последовательном все детали совершают короткие движения, имеется постоянная повторяемость движений и маршрутов, здесь более сложный учет движения.

Параллельный вид движения – партия обрабат. детали разбивается на передаточные партии или штуки (р=1), которые передаются на последующие операции немедленно после окончания обработки на предыдущей операции независимо от непрерывности работы на рабочих местах.

При параллельном виде часто могут быть перерывы в работе отдельных агрегатов. На практике он может применяться, когда важно обеспечить непрерывную работу уникального агрегата. В это время операции выполняются на менее сложном оборудовании или в ручную, чтобы обеспечить максимальный съем с уникального оборудования.

Длительность цикла определяется суммой длительности наиболее длительной операции, временем обработки одной передаточной партии на всех операциях, кроме длительной.

Тпар = n *(t/c)длит. + p
- p(t/c)длит. = (n-p) * (t/c)длит. + pt/c

Передача предметов труда может осуществляться по-разному. При этом возможны три виды движений предметов труда в производственном процессе:

1. последовательное

2. параллельное

3. параллельно-последовательное (смешанное)

При последовательном виде движения вся партия деталей передаётся на последующую операцию после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции. Достоинством этого метода является отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможность их высокой загрузки в течение смены, но производственный цикл при такой организации работы является наибольшим, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях деятельности цеха, предприятия. Последовательный вид движения предметов труда ограничено применятся на предприятиях лёгкой промышленности (чаще применяется на кожевенных заводах).

При параллельном виде движения детали передаются на следующую операцию транспортной партией сразу после окончания её обработки на предыдущей операции. В этом случае обеспечивается наиболее короткий цикл, но возможность применения параллельного вида движения ограничена, т.к. обязательным условием его реализации является равенство или кратность продолжительности выполнения операции. В противном случае возможны перерывы в работе оборудования и рабочих. Эти перерывы тем больше, чем больше разница между продолжительностью отдельных операций. Для уменьшения этих перерывов на предприятиях лёгкой промышленности, где параллельное движение предметов труда особенно широко распространено, применяется синхронизация операций.

При параллельно-последовательном (смешанном) виде движения передача предметов труда организована таким образом, что работа на всех операциях выполняется без перерывов, при этом отдельные детали в партии одновременно обрабатываются на двух или нескольких операциях, что приводит к уменьшению продолжительности обработки всей партии, однако про сравнению с параллельным движением продолжительность обработки партии предметов труда увеличивается в результате того, что часть предметов труда в партии ожидает высвобождения оборудования на следующей операции. Этот вид движения широко применяется на предприятиях лёгкой промышленности и является основой поточной организации производства.

Характеристика потоков в легкой промышленности.

Поточное производство обеспечивает интенсивное использование высокопроизводительного технологического оборудования, экономит трудовые, материальные, энергетические и другие ресурсы. Важными при организации потоков на предприятиях лёгкой промышленности являются следующие условия:

1. специализация на выпуске конкретного вида продукции (или ограниченного числа видов) с использованием соответствующей технологии изготовления.

2. закрепление за потоком на длительный период коллектива рабочих, средств производства(оборудование, транспортные средства, производственные площади).

3. глубокое пооперационное разделение труда с учётом специализации работ и рабочих мест.

4. размещение рабочих мест по ходу технологического процесса.

5. согласование времени выполнения операции с тактом потока (синхронность операций), при этом продолжительность операций либо равна, либо кратна такту потока.

Такт потока- это промежуток времени между двумя выпускаемыми друг за другом с последней операции изделиями.

6. непрерывность движения обрабатываемых предметов труда.

Поточная организация производства обеспечивает рост производительности труда, сокращение продолжительности производственного цикла, увеличение съёма продукции с одного квадратного метра производственной площади и др. Реализация единого для всех операций такта потока регламентирует и координирует функционирование всех рабочих мест и дисциплинирует труд. Одновременно пребывание предметов труда на всех операциях и небольшие однократные запуски (это транспортные партии в потоке) сокращают производственный цикл и незавершённое производство. Расположение оборудования (рабочих мест) в технологической последовательности обеспечивает компактную компановку оборудования и высокое использование производственной площади.

Классификация поточных линий.

В промышленности применяют разнообразные виды поточных линий. В основу классификации поточных линий положены признаки, которые наиболее существенно влияют на их организационное построение:

По степени специализации производства поточные линии подразделяются на:

1. однопредметные

2. многопредметные

Однопредметными называются поточные линии, на которых обрабатываются одни и те же изделия или детали в течение длительного времени.

Многопредметными называются поточные линии, на которых одновременно или последовательно изготавливаются изделия или детали, сходные по конструкции и технологии обработки.

В зависимости от степени синхронизации операций:

1. непрерывнопоточные линии- характеризуются непрерывностью производственного процесса изготовления продукции, т.е. каждая деталь или изделие движется без каких-либо перерывов.

2. на прерывнопоточных (прямоточных) линиях движение детали от начала до конца потока в местах асинхронности прерывается. В этих местах изделия периодически накапливаются и пролёживают определённое время. Скопление этих изделий называется оборотными заделами, которые требуют наличия специальных мест (где положить) или устройств для их размещения.

По способу поддержания ритма:

1. с регламентированным ритмом

2. со свободным ритмом

Ритм работы потока- это показатель, характеризующий постоянство интервалов времени между двумя смежными запусками или выпусками на потоке или его частях.

Регламентированный (принудительный) ритм достигается с помощью определённой скорости конвейера. Поточные линии со свободным ритмом не имеют технических средств, строго регламентирующих ритм работы. Для передачи изделий используются чаще всего транспортные средства периодического действия.

По характеру питания рабочих мест:

1. различные потоки с централизованным

2. и децентрализованным запуском

При централизованном запуске весь комплект деталей подаётся на поток из одного пункта. При децентрализованном запуске детали подаются только на те рабочие места, где они обрабатываются.

По особенностям траектории движения предметов труда:

1. прямоточные (могут быть однолинейные, многолинейные, однорядные, многорядные и круговые- когда предметы труда на определённые рабочие места направляются по нескольку раз.)

По положению объектов на поточной линии:

1. стационарно-поточные (рабочие переходят с одного рабочего места на другое рабочее место)

2.передвижно-поточные (передвигается сам предмет труда.)

По степени производственной взаимосвязи операций производственно процесса различают поточные линии:

1. с жёстко связанными

2. с гибко связанными операциями

Поточные линии с жёстко связанными операциями характеризуются наличием только технологических и транспортных заделов. Поточные линии с гибко связанными операциями характеризуются наличием технологических, транспортных, оборотных и резервных заделов, которые позволяют в определённых пределах сократить случайные перерывы в работе поточных линий.

С точки зрения уровня механизации производственным процессом различают:

1. механизированноручные (машины стоят, люди работают)

2.комплексномеханизированные (автоматизированных поточных линий в лёгкой промышленности нет).

Под производственной мощностью понимают максимально возможный выпуск продукции в ассортименте и количественных соотношениях, установленных планом при полном использование производственных площадей и оборудования, применение прогрессивных технологий и передовых методов организации труда и производства. Производственная мощность предприятия рассматривается по всему ассортименту выпускаемой продукции, а в плановом периоде по продукции, предусмотренной к выпуску.

В условиях многоассортиментного производства, когда на одном и том же оборудовании производится несколько видов продукции при определении производственной мощности используется метод приведения ассортимента изделий к одному или нескольким видам однородной продукции, применяемой за единицу. Производственная мощность п\п по определенному виду продукции устанавливается по мощности ведущего(выпускного) цеха(участка).

Производственная мощность отдельных звеньев основного производства должна должна быть пропорциональна (сопряжена) мощности ведущего цикла.

К основным показателям, по которым рассчитывается производственная мощность действующего предприятия относится: нормы времени, нормы производительности оборудования и использования площадей, нормативы обслуживания (оборудования, рабочих мест), полная трудоемкость единицы продукции, нормы продолжительности производственного цикла, нормы продолжительности межремонтных циклов, простоев и другие формируемые в системе плано-предутредит ремонта., нормы продолжительности ремонта оборудования, нормы площадей на одно рабочее место.

Норма площади на одного производственного рабочего и другие составляющие площадей- это совокупность площади непосредственно рабочего места и площадей, обеспечивающих оптимальное выполнение трудовых операций, при соблюдении сан. Норм и правил по эксплуатации оборудования, техники безопасности, эргономики и промышленной эстетики.

После расчета производственной мощности определяется показатель использования производственной мощности (отношение фактического выпуска продукции к среднегодовой мощности данного периода, но не больше 1)

(дальше идет уже другой вопрос, но его можно отнести и к этом, если хватит времени) Завершающим этапом внутрипроизводственного планирования является . Его цель- организация слаженной работы всех звеньев предприятия для обеспечения своевременного выпуска изделий в установленном объеме и ассортименте при наиболее эффективном использовании всех производственных ресурсов.

Важным этапом проектирования основного производства является разработка планов предприятия, которые отображают порядок достижения целей предприятия на рынке товаров и услуг, а также способы, формы и методы достижения этих целей применительно к повседневной деятельности предприятия на различные периоды. Планы носят комплексный характер и охватывают проектирование не только основного производства, но и вспомогательного, а также обслуживающего хозяйства. Планирование представляет собой совокупность экономически обоснованных расчетов показателей производственной деятельности предприятия и подразделений, направленных на выполнение заданий по производству продукции. Одной из важнейших составляющих планирования производства является определение производственной мощности предприятия(цехов, участков).

Под производственной мощностью понимают максимально возможный выпуск продукции в ассортименте и количественных соотношениях, установленных планом при полном использование производственных площадей и оборудования, применение прогрессивных технологий и передовых методов организации труда и производства.

Завершающим этапом внутрипроизводственного планирования является оперативно-производственное планирование . Его цель- организация слаженной работы всех звеньев предприятия для обеспечения своевременного выпуска изделий в установленном объеме и ассортименте при наиболее эффективном использовании всех производственных ресурсов. В процессе оперативно-производственного планирования:

разрабатывается план выпуска продукции предприятием по месяцам года;

выполняются объёмные расчёты загрузки оборудования и площадей;

выбираются календарно-плановые нормативы;

разрабатываются оперативно-календарные планы выпуска и графики производства узлов, деталей цехами, участками по месяцам, неделям, суткам, сменам (а иногда и часовым графикам);

организуется сменно-суточное планирование. Оперативное планирование включает в себя оперативно-календарное планирование и параллельное проведение проверочных объемных расчетов, а также оперативное регулирование (диспетчирование). Оперативно-календарное планирование – это детализация годового плана производства продукции предприятия по срокам запуска-выпуска и срокам выполнения каждого вида продукции, распределение годовых плановых заданий по производственным подразделениям, а также своевременное доведение этих показателей до каждого основного цеха, а внутри его – до каждого производственного участка и рабочего места, до конкретных исполнителей работ. С его помощью разрабатываются сменно-суточные задания, и согласуется последовательность выполнения работ отдельными исполнителями.

Перечень работ по диспетчированию следующий:

1. уточнение суточных, сменных и часовых заданий производственных подразделений. 2. непрерывное наблюдение зза выполнением этих заданий.3. создание условий для бесперебойного, материального и трудового обеспечения производственных подразделений.4. выявление возможных отклонений в производственном процессе и принятие оперативных мер по их предупреждению, т.о. диспетчирование должно носить предупредительный характер.