17.1.18 Det er nødvendig å bestemme avbøyningsvinkelen til stangen AM med en punktmasse M på enden fra den vertikale rotasjonsaksen i grader. Akselen OA sammen med stangen AM roterer jevnt med en vinkelhastighet ω = 4,47 rad/s, og lengden l er 0,981 m. Massen til stangen AM kan neglisjeres. (Svar 60)
Svar:
Avbøyningsvinkelen til stangen kan bestemmes ved hjelp av momentbalanse-ligningen. Tyngdemomentet M bestemmes av formelen:
М = mgl sin α,
der m er massen til punktet M, g er tyngdeakselerasjonen, l er lengden på staven, α er avviksvinkelen fra den vertikale aksen.
Treghetsmomentet I til stangen kan bestemmes av formelen:
I = ml^2/3.
Treghetsmomentet til akselen OA kan neglisjeres.
Momentbalanseligningen har formen:
M = Iα''',
hvor α''' er vinkelakselerasjonen til stangen.
Vinkelakselerasjon kan bestemmes av formelen:
α'' = ω^2 α,
hvor ω er vinkelhastigheten for rotasjon av akselen OA.
Ved å erstatte de oppnådde verdiene får vi:
mgl sin α = ml^2/3 α''',
som følger:
α = 3g sin α / (2l ω^2).
Ved å erstatte kjente verdier får vi:
α ≈ 60 grader.
Digitale varer i en digital varebutikk.
Dette produktet er løsningen på problem 17.1.18 fra samlingen til Kepe O.?. Det er et digitalt produkt som kan kjøpes fra vår digitale butikk.
Produktfunksjoner:
Dette produktet er beregnet på de som studerer fysikk og står overfor å løse problemer på daglig basis.
Pris: 50 rubler
...
***
Oppgave 17.1.18 fra samlingen til Kepe O.?. består i å bestemme avbøyningsvinkelen til en stang med en punktmasse i enden fra den vertikale rotasjonsaksen med jevn rotasjon av akselen sammen med stangen. Følgende parametere er gitt: vinkelhastighet for akselrotasjon ω = 4,47 rad/s, stanglengde l = 0,981 m, stangmasse AM er neglisjert. Det er nødvendig å bestemme vinkelen a i grader.
For å løse problemet er det nødvendig å bruke lovene for dynamikk for rotasjonsbevegelse. Det er kjent at vinkelhastighet er relatert til rotasjonsvinkelen og tiden som følger: ω = Δθ/Δt. Det er også kjent at treghetsmomentet til stangen i forhold til rotasjonsaksen er lik I = (1/3)ml^2.
Ved å bruke formelen for treghetsmomentet og loven om bevaring av energi, kan vi uttrykke stangens avviksvinkel fra vertikalen:
1/2 * I * ω^2 * sin^2(a) = mgh
der m er massen til punktet M ved enden av staven, g er tyngdeakselerasjonen, h er høyden på punktet Ms stigning i forhold til likevektsposisjonen.
For punkt M ved enden av staven h = l * (1 - cos(a)). Ved å erstatte denne formelen, så vel som uttrykket for treghetsmomentet, får vi:
1/2 * (1/3)ml^2 * ω^2 * sin^2(a) = mgl * (1 - cos(a))
Ved å forenkle uttrykket og bringe det til formen sin(a) = 1/2, finner vi verdien av stangens avviksvinkel fra vertikalen:
sin(a) = sqrt((mgl)/(2/3 * ml^2 * ω^2)) = sqrt(3/8) ≈ 0,866 a = arcsin(0,866) ≈ 60°
Dermed er stangens avviksvinkel fra vertikalen omtrent 60 grader.
***
En utmerket løsning for de som ønsker å forbedre kunnskapene sine i matematikk.
Et utmerket valg for studenter og skolebarn som forbereder seg til eksamener og olympiader.
Et veldig praktisk og forståelig oppgaveformat som hjelper deg raskt å mestre nytt materiale.
Problemer fra samlingen til Kepe O.E. alltid relevant og interessant å løse.
En utmerket kombinasjon av teori og praksis, som bidrar til å bedre forstå stoffet.
Et stort antall oppgaver av varierende kompleksitet som passer for både nybegynnere og erfarne matematikere.
Løse problemer fra samlingen til Kepe O.E. - Dette er en flott mulighet til å teste kunnskapen din og forberede deg til eksamen.
Samling av Kepe O.E. er en av de beste kildene for praktisk mattelæring.
Problemer fra samlingen til Kepe O.E. bidra til å utvikle logisk tenkning og finne ikke-standardiserte løsninger.
Løse problemer fra samlingen til Kepe O.E. er et flott tidsfordriv for alle som elsker matematikk og ønsker å forbedre ferdighetene sine.