Relative Velocity and Acceleration withTranslating and Rotating Frames

 

 

Example:  (continued)

                                             

 

 

                   aP|F  =  aQ|F  +  aP|B  +  αB x rQP - ωB2 rQP +  2 ωB x vP|B 


    0  i  +  0 j   =  aQ i  +  aP|B i1  +  αB k x r i1 - ωB2 r i1 +  2 ωB k x vP|B i1   

 

 

Next calculate cross products and collect terms using   i1  and  j1   components

 

  0 i  +  0 j  =    0 i1  +  0 j1   =    aQ i  +  aP|B i1  + r αB j1 - ωB2 r i1 +  2 ωB vP|B j1  

 

 

Recall from coordinate transformation   i  =  cos θ  i1  ˗  sin θ  j1   so

 

  0 i1  +  0 j1   =    aQ [ cos θ  i1 ˗  sin θ  j1 ]   +  aP|B i1  + r αB j1 - ωB2 r i1 +  2 ωB vP|B j1  

 

  0 i1  +  0 j1   =    [  aQ cos θ +  aP|B ˗ ωB2 r ] i1  + [ ˗  aQ sin θ  + r αB  +  2 ωB vP|B ] j1  

 

 

Next equate  i1  and  j1  components.

 

      0  =   aQ cos θ +  aP|B  ˗  ωB2 r     or    0  =  ˗  36 (4/5)  + aP|B  ˗ (32) 5    aP|B  =  369/5

 

      0   =  ˗ aQ sin θ  + r αB  +  2 ωB vP|B    0  =   36 (3/5) + 5 αB  + 2(3)(˗ 20)  αB =  492/25

 

 

So  aP|B  =   369/5 i1  =  369/5 [ i cos θ  +  j sin θ ]  =  1476/25 i +  1107/25 j  m/sec2    (result)

 

and       αB\F  =  492/25 k  rad/sec2                   (result)

 

                    

 


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