受约束的运动——定义、类型、示例、图像

什么是约束运动？

受约束的运动 是任何物体的运动，当物体被迫以受限的方式移动时发生。

或者，我们可以说，不能以任何方式任意进行的运动称为约束运动。

通俗的讲，就是我们想要发生的运动，或者简单地说，需要的运动称为约束运动。

例如，假设我们想要一辆汽车做直线运动，但汽车在弯曲的路径上移动，我们控制它并强制沿直线移动。

直线运动是受约束的运动。

约束运动示例

• 气体分子在球形容器中的运动。
• 粒子沿着粗糙或光滑的斜面移动，
• 粒子在重力作用下沿曲线滑下，
• 刚体的运动作为任意两个粒子之间的距离保持不变。
• 骑自行车就是最好的例子。那里的输入是由于骑自行车而产生的一对。输出是后轮的旋转。
• 简单摆的点质量的运动受到约束，因为它始终与悬挂点保持固定距离。
• 系在绳子一端并以特定方式移动的粒子。
• 算盘珠子的运动受到支撑线的一维约束。
• 粒子在球体表面上的运动受到限制，因为它既可以在球体表面上移动，也可以在球体表面外移动。

什么是约束？

当物体在外加力的作用下被迫沿着特定的给定路径移动时。作用于对象系统的运动或位置或两者的限制称为约束 .约束限制了对象的运动。

什么是约束力？

约束力 是约束对象施加到对象以使其遵循运动约束的力。约束力是约束对象施加在对象上以使其遵循运动约束的力。

物体的运动受到约束力的限制。 受约束的运动 被定义为不能在任何方向上任意移动的速度或我们想要发生的运动，或者只是所需的运动。例如，如果我们想要一个风扇的圆周运动作为输出并且它做圆周运动，我们就有了约束运动。

受约束运动的类型

1.完全约束的运动

当一对的两个元素之间的运动在一个确定的方向上，而与所施加的力的方向无关时，它被称为完全约束运动 .受约束的运动可以是线性的或旋转的。图 1.3(a) 的滑动副和图 1.3(b) 的转动副是完全约束运动的例子。在滑动副中，内棱镜只能在空心棱镜内滑动。在转动副的情况下，由于端部的轴环，应用在 a 中的内轴只能进行旋转运动。在每种情况下，力都必须针对所需运动的特定方向。

例如：- 在蒸汽机中，活塞和气缸形成一对，活塞的运动被限制在一个特定的方向上，即无论曲柄的方向如何，它都只会相对于气缸做往复运动。

更多示例：-

• 方孔中方棒的运动
• 在圆孔中两端带有轴环的轴的运动。

2。不完全约束的运动

当一对中的两个元素之间的运动可能在多个方向上并且取决于所施加的力的方向时，它被称为不完全约束运动 .例如，如果图 1.4 的转动副没有轴环，则内轴可能会根据所施加的力的方向进行滑动或旋转运动。每个动作相互独立。

例如：- 圆形孔中的圆形条或轴是不完全约束运动的一个示例，因为它可以在孔中旋转或滑动。这两个动作是无关的。

3.成功约束运动

当一对中的两个元素之间的运动可能在多个方向上运动，但通过使用某些外部手段使其仅在一个方向上运动时，它是成功约束运动 .

以足迹轴承为例，足迹轴承中的轴除了旋转运动之外还可能具有垂直运动（图 1.5）。但是由于施加在轴上的载荷，它被限制在该方向上的机械装置中移动，因此是一个成功的约束运动。

类似地，由于活塞销的约束，使内燃机气缸中的活塞仅具有往复运动而没有旋转运动。此外，内燃机的气门通过弹簧的力保持在阀座上，从而成功地约束了运动。

例如：- 轴的运动

当向轴施加压缩载荷时，可成功约束轴在脚踏轴承中的运动。轴可以向上移动或在轴承中旋转。这是仅部分约束的运动示例。然而，当对轴施加负载时，会阻止其轴向向上移动。成功约束运动是指两个人的运动。

更多示例：-

• I.C. 的运动发动机气门，它们通过弹簧固定在阀座上
• 活塞在发动机气缸内往复运动
• 脚踏轴承中的轴

常见问题（FAQ）

什么是约束运动？

受约束的运动 是当物体被迫以特定方式移动时发生的运动。它可能必须沿着弯曲的轨道移动、在可能向上加速的桌子上滑动、与加速楔保持接触等等。

什么是成功的约束运动？

当形成一对的元素之间的运动使得受约束的运动通过其他方式而不是自身完成时，则称该运动成功受约束 .

什么是完全约束运动？

当一对运动被限制在一个确定的方向上而不管施加的力的方向如何时，该运动被称为完全受限 .

什么是不完全约束运动？

当一对运动可以发生在多个方向时。它被称为“不完全约束的运动 。”影响力方向的改变可以改变力对之间的相对运动方向。

受约束和不受约束的区别是什么？

无约束只是意味着选择变量可以取任何值——没有限制。约束是指选择变量只能取较大范围内的某些值。

这些是受约束运动及其类型的详细信息。我们还介绍了与之相关的各种术语的定义。希望你喜欢这篇文章。请在下面的评论中提供您的反馈。