2. kūno slinkimas ir sukimasis

2. kūno slinkimas ir sukimasis 2. kūno slinkimas ir sukimasis

20.01.2013 Views

69 11. Vagonėlio pakėlimo mechanizmą sudaro ratai 1 , 2 , kurių spinduliai r1 = 0,3 m, r2 = 0,9 m ir kurie tarpusavyje sukabinti kaip krumpliaračiai. Ant veleno 2 standžiai užmautas būgnas, kurio spindulys r3=0,4 m. Keliamas vagonėlis pritvirtintas prie lyno, užvynioto ant būgno. Koks turi būti rato 1 sukimosi dėsnis, kad vagonėlis kiltų tolygiai greitėdamas pagreičiu aV = 0,5 m/s 2 ? Pradiniu laiko momentu vagonėlio pakėlimo mechanizmas yra ramybės būsenos (2.14 pav., a). 1 ϕ1 B greičiai vienodi ir lygūs A 2 3 2.14 pav., a SPRENDIMAS. Vagonėlis kyla tolygiai greitėdamas, todėl dv V a τ = a V = . (a) dt Suintegravę (a) lygtį, gauname: vV ∫ dv V = ∫ V v0 = 0 t= 0 t a dt, vV = aVt = 0,5t. (b) Lynas slenka, todėl visų jo taškų vA = vV = 0,5t. (c) Bet taškas A yra būgno 3 paviršiuje, o būgnas sukasi, tai vA = w3×r3. (d) Palyginę (c) ir (d) lygybes, apskaičiuojame būgno kampinį greitį: 0,5t = w3×r3; ω 3 0, 5t = = r 3 0, 5t 0, 4 = w2 = w3 = 1,25t rad/s, 1, 25t rad/s; nes būgnas ir ratas 2 įtvirtinti ant to paties veleno (2.14 pav., b). ir Ratų 1 ir 2 sukibimo taško B greičiai vB2 = vB1, vB2=w2×r2, vB1=w1×r1, w2×r2 = w1×r1, ω2r ω 1 = r 1 2 = 1, 25t ⋅ 0, 3 0 , 9 = 3, 75t rad/s.

ω2 = ω3 1 ϕ1 B ω1 v = v A v B 3 A 70 2 2.14 pav., b Kaip žinome, kampinis greitis yra posūkio kampo išvestinė laiko atžvilgiu: tada 3 v V dϕ1 ω 1 = , (e) dt 3, 75t dϕ1 = . dt Suintegravę (e) lygybę, gauname rato 1 sukimosi dėsnį: ϕ1 ∫ dϕ1 = ∫ ϕ 0= 0 t 0= 0 ϕ 1 = , 75t 2 t 3, 75tdt , 2 3 2 = 1, 875t rad.

69<br />

11. Vagonėlio pakėlimo mechanizmą sudaro ratai 1 , 2 , kurių spinduliai r1 = 0,3 m, r2 =<br />

0,9 m <strong>ir</strong> kurie tarpusavyje sukabinti kaip krumpliaračiai. Ant veleno 2 standžiai užmautas<br />

būgnas, kurio spindulys r3=0,4 m. Keliamas vagonėlis pritv<strong>ir</strong>tintas prie lyno, užvynioto ant<br />

būgno.<br />

Koks turi būti rato 1 sukimosi dėsnis, kad vagonėlis kiltų tolygiai greitėdamas<br />

pagreičiu aV = 0,5 m/s 2 ? Pradiniu laiko momentu vagonėlio pakėlimo mechanizmas yra<br />

ramybės būsenos (<strong>2.</strong>14 pav., a).<br />

1<br />

ϕ1<br />

B<br />

greičiai vienodi <strong>ir</strong> lygūs<br />

A<br />

2<br />

3<br />

<strong>2.</strong>14 pav., a<br />

SPRENDIMAS. Vagonėlis kyla<br />

tolygiai greitėdamas, todėl<br />

dv V<br />

a τ = a V = . (a)<br />

dt<br />

Suintegravę (a) lygtį, gauname:<br />

vV<br />

∫ dv V = ∫<br />

V<br />

v0<br />

= 0 t=<br />

0<br />

t<br />

a<br />

dt,<br />

vV = aVt = 0,5t. (b)<br />

Lynas slenka, todėl visų jo taškų<br />

vA = vV = 0,5t. (c)<br />

Bet taškas A yra būgno 3 pav<strong>ir</strong>šiuje, o būgnas sukasi, tai<br />

vA = w3×r3. (d)<br />

Palyginę (c) <strong>ir</strong> (d) lygybes, apskaičiuojame būgno kampinį greitį:<br />

0,5t = w3×r3;<br />

ω<br />

3<br />

0,<br />

5t<br />

= =<br />

r<br />

3<br />

0,<br />

5t<br />

0,<br />

4<br />

=<br />

w2 = w3 = 1,25t rad/s,<br />

1,<br />

25t<br />

rad/s;<br />

nes būgnas <strong>ir</strong> ratas 2 įtv<strong>ir</strong>tinti ant to paties veleno (<strong>2.</strong>14 pav., b).<br />

<strong>ir</strong><br />

Ratų 1 <strong>ir</strong> 2 sukibimo taško B greičiai<br />

vB2 = vB1,<br />

vB2=w2×r2, vB1=w1×r1,<br />

w2×r2 = w1×r1,<br />

ω2r<br />

ω<br />

1 =<br />

r<br />

1<br />

2<br />

=<br />

1,<br />

25t<br />

⋅<br />

0,<br />

3<br />

0<br />

, 9<br />

=<br />

3,<br />

75t<br />

rad/s.

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!