1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теория машин и механизмов
  4. Частью упругого механизма является толстая катушка с пр...
Разбор задачи

Частью упругого механизма является толстая катушка с прикреплённым к ней резиновым жгутом, геометрия которых в масштабе изображена на рисунке. Радиус катушки . Один конец жгута закреплён к верхней точке катушки, а другой - к неподвижной точке на потолке.

  • Предмет: Теория машин и механизмов
  • Автор: Кэмп
  • #Механизмы и передачи
  • #Теория колебаний машин
Частью упругого механизма является толстая катушка с прикреплённым к ней резиновым жгутом, геометрия которых в масштабе изображена на рисунке. Радиус катушки . Один конец жгута закреплён к верхней точке катушки, а другой - к неподвижной точке на потолке.

Условие:

Частью упругого механизма является толстая катушка с прикреплённым к ней резиновым жгутом, геометрия которых в масштабе изображена на рисунке. Радиус катушки R=30 cmR=30 \mathrm{~cm}. Один конец жгута закреплён к верхней точке катушки, а другой - к неподвижной точке на потолке. В состоянии, изображённом на рисунке, жгут, имеющий жёсткость k=250H/mk=250 \mathrm{H} / \mathrm{m}, не растянут и не провисает.

Определите минимальную работу, которую необходимо совершить, чтобы медленно провернуть катушку на один полный оборот вокруг её центральной оси в направлении, изображённом на рисунке стрелкой. Катушка имеет большую толщину в направлении, перпендикулярном рисунку, а жгут на протяжении всего процесса подчиняется закону Гука.

Дайте ответ в джоулях, округлив до целого.

Решение:

Для решения задачи нужно найти минимальную работу, необходимую для поворота катушки на один полный оборот против действия силы упругости жгута.

Шаг 1. Анализ начального состояния Начальная длина жгута равна расстоянию от точки крепления на потолке до верхней точки катушки. Поскольку жгут не растянут и не провисает, начальная длина L0=0L_0 = 0 (относительно недеформированного состояния жгута).

Шаг 2. Определение длины жгута при повороте катушки Катушка поворачивается вокруг своей оси. Верхняя точка крепления жгута к катушке движется по окружности радиуса R=0,3 мR = 0{,}3\ \text{м}. П...

Внутри — полный разбор, аргументация, алгоритм решения, частые ошибки и как отвечать на каверзные вопросы препода, если спросит

Попробуй решить по шагам

Попробуй один шаг и продолжи в режиме обучения или посмотри готовое решение

Какое ключевое предположение о поведении жгута позволяет рассчитать работу, совершаемую при повороте катушки, как изменение потенциальной энергии упругой деформации?

Что нужно знать по теме:

Что нужно знать по теме

Алгоритм решения

Топ 3 ошибок

Что спросит препод

Не нашел нужную задачу?

Воспользуйся поиском

Выбери предмет