Форум программистов, компьютерный форум, киберфорум
Механика
Войти
Регистрация
Восстановить пароль
Блоги Сообщество Поиск Заказать работу  
 
Рейтинг 4.60/25: Рейтинг темы: голосов - 25, средняя оценка - 4.60
 Аватар для Генрисон
4 / 3 / 1
Регистрация: 30.10.2012
Сообщений: 348

На какой угол отклонится от вертикали нить,если центробежная машина вращается с некоторой скоростью

13.07.2016, 15:17. Показов 4578. Ответов 4
Метки нет (Все метки)

Author24 — интернет-сервис помощи студентам
К Г-образной подставке, установленной на оси центробежной машины, привязана нить длины l с грузом массы m на конце. На какой угол отклонится от вертикали нить, если центробежная машина вращается с угловой скоростью https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\omega ?

Нарисовал рисунок. Обозначив оси, решил написать систему уравнений, вот что получилось :
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\begin{cases}  mg - Tcos\alpha = 0 \\  Tsin\alpha =ma  \end{cases}
Дальше делал вот так:
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?v=\omega R \\a={\omega }^{2}R
R - радиус окружности, которую описывает маятник при вращении вокруг оси.
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?R=lsin\alpha
Тогда система уравнений будет выглядеть вот так:
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\begin{cases}  mg - Tcos\alpha = 0 \\  Tsin\alpha =m{\omega }^{2}lsin\alpha   \end{cases}
Далее я из первого уравнения выразил T, подставил во второе и после преобразований получил вот такой результат :
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?cos\alpha =\frac{g}{{\omega}^{2} l}

Но проблема в том, что в задачнике указан вот такой ответ :
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?sin\alpha =\frac{{\omega }^{2}R}{g-{\omega }^{2}l} и он совсем не похож на то, что получилось у меня. Подскажите, в чем я ошибся при решении ?
Миниатюры
На какой угол отклонится от вертикали нить,если центробежная машина вращается с некоторой скоростью  
0
Лучшие ответы (1)
Programming
Эксперт
39485 / 9562 / 3019
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 41,671
Блог
13.07.2016, 15:17
Ответы с готовыми решениями:

На какой угол отклонится нить, если маятник движется прямолинейно в горизонтальном направлении по закону
Помогите решить пожалуйста) Не знаю даже какую формулу нужно использовать(((( Шарик подвешен на нерастяжимой нити. На какой угол...

На какой угол отклонится нить с шаром?
К потолку трамвайного вагона подвешен на нити шар. Вагон идет со скоростью = 9 км / ч по закруглению радиусом r = 36,4 м. На какой угол...

На какой угол отклонится от вертикали маленький шарик?
Помогите решить !) 2) На какой угол отклонится от вертикали маленький шарик с зарядом 4*10^-7 Кл и массой 4 мг, подвешенный на...

4
1613 / 1179 / 551
Регистрация: 08.01.2012
Сообщений: 4,540
13.07.2016, 18:47
откуда в задачнике R? и если его расписать, у них получится w2l=0.5g?
0
Эксперт по математике/физике
 Аватар для SSC
3390 / 1913 / 571
Регистрация: 09.04.2015
Сообщений: 5,365
14.07.2016, 15:20
Лучший ответ Сообщение было отмечено Генрисон как решение

Решение

Не по теме:

Да не согласен я - Что с Энгельсом или с Каутским?... - С обоими...
М.Булгаков "Собачье сердце"


Во-первых если рассмотреть работу данной модели, то при изменении скорости врашения от 0 до бесконечности
угол отклонения груза изменяется от нуля почти до 90 градусов, но никогда не достигает 90 градусов
(при условии что нить бесконечно прочная и нерастяжимая). Думаю это не требует дополнительных разъяснений.

Если рассмотрим решение Генрисон-а, то видим, что при угловой скорости равной 0 имеем cos(alfa) равный бесконечности и вообще функция непозволяет проводить расчеты угла при w<sqrt(g/l).( приведенное решение для модели без смещения при alfa=0 модель находится в точке неустойчивого равновесия).
Для приведенного в задачнике решения тоже при w=g/l происходит срыв решения и при w>g/l имеем sin(alfa)<0.

Так что-же произошло, где решение и почему в задачнике такой ответ (возможно там еще что-то написано, но Генрисон нам об этом не сообщает)?
Ошибка Генрисон-а кроется в невнимательности к рисунку. Потеряно r0. И следовательно
Уравнение R=l*sin(alfa) приобретает вид R=l*sin(alfa)+r0 ( и модель становится совершенно другой и при alfa=0 нет точки неустойчивого равновесия).
Дальнейшие преобразования приводят к уравнению sin(alfa)*(1/cos(alfa)-w^2*l/g)=w^2*r0/g
Как нечисленно его решить я не знаю.
Однако если искать решения при малых значениях alfa, когда cos(alfa) близок к 1, то получаем решение приведенное в задачнике (правда R должно быть r0).
На рисунках приведены графики изменения alfa от угловой скорости расчитанные по формуле ответа из задачника (зеленый график) и полученные из численного
решения полученного уравнения (синий график), при g=9.81 l=1 r0=0.1
Миниатюры
На какой угол отклонится от вертикали нить,если центробежная машина вращается с некоторой скоростью   На какой угол отклонится от вертикали нить,если центробежная машина вращается с некоторой скоростью  
1
 Аватар для Генрисон
4 / 3 / 1
Регистрация: 30.10.2012
Сообщений: 348
14.07.2016, 16:46  [ТС]
Тут есть мой небольшой косяк в записи ответа. Должно быть вот так:
https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?sin\alpha =\frac{{\omega }^{2}{r}_{0}}{(g-{\omega }^{2}l)}
0
2687 / 2259 / 244
Регистрация: 03.07.2012
Сообщений: 8,227
Записей в блоге: 1
14.07.2016, 17:38
Или так: https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?sin(\alpha)=\frac{\omega^2 r_0}{\frac{g}{cos(\alpha)}-\omega^2l} , что при малых https://www.cyberforum.ru/cgi-bin/latex.cgi?\alpha совпадает
1
Надоела реклама? Зарегистрируйтесь и она исчезнет полностью.
inter-admin
Эксперт
29715 / 6470 / 2152
Регистрация: 06.03.2009
Сообщений: 28,500
Блог
14.07.2016, 17:38
Помогаю со студенческими работами здесь

На какой угол альфа отклонится скоба от вертикали?
Ребят, помогите к курсовой по физике последнюю задачу решить. Она, правда, не простая, а со звездочкой... Значит, так! Прямоугольная...

На какой угол от вертикали отклонится маятник в положении равновесия?
Уважаемые физики!Прошу вас помочь мне решить данные задачи: 1. Балка длиной 80 см и массой 160 г висит горизонтально на двух длинных...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
5
Ответ Создать тему
Новые блоги и статьи
Контейнеризация React приложений с Docker
Reangularity 03.04.2025
Контейнеризация позволяет упаковать приложение со всеми его зависимостями в автономный контейнер, который можно запустить на любой платформе с установленным Docker. Это существенно упрощает процессы. . .
Свой попап в SwiftUI
mobDevWorks 03.04.2025
SwiftUI, как декларативный фреймворк от Apple, предоставляет множество инструментов для создания пользовательских интерфейсов. В нашем распоряжении есть такие API как alerts, popovers, action sheets. . .
Антипаттерны микросервисной архитектуры
ArchitectMsa 03.04.2025
Хорошо спроектированная микросервисная система может выдержать испытание временем, оставаясь гибкой, масштабируемой и устойчивой к большинству проблем. Такая архитектура обладает высоким уровнем. . .
std::mutex в C++: Советы и примеры использования
bytestream 03.04.2025
std::mutex - это механизм взаимного исключения, который гарантирует, что критический участок кода выполняется только одним потоком в каждый момент времени. Это простое, но могущественное средство. . .
Не удержался от оценки концепции двигателя Стирлинга.
Hrethgir 03.04.2025
Сколько не пытался - она выдавала правильные схемы, причём случайно рисовала горячие области в середине, холодные по краям, трубки с краёв в низ и магнит в соединяющей, но при этой выдавала описание. . .
Метод с двумя буферами (или double buffering) или ping-pong buffering
Hrethgir 02.04.2025
Из ответов LM модели. Метод, который предполагает использование двух массивов для хранения промежуточных результатов сложения векторов, обычно применяется в сценариях, где необходимо минимизировать. . .
На любовном киберфронте
Alexander-7 01.04.2025
Недавно на одном малоизвестном сайте знакомств мною заинтересовалась девушка: «Текст немного странный. Но, судя по адресу почты, иностранка», – подумал я. Поколебавшись пару суток, я ответил ей:. . .
Как работает Node.js изнутри
run.dev 29.03.2025
Node. js изменил подход к разработке веб-приложений, позволив использовать JavaScript не только на стороне клиента, но и на сервере. Созданный в 2009 году Райаном Далем, этот открытый,. . .
Моки в Python: Mock Object Library
py-thonny 29.03.2025
Тестирование кода требует особого подхода, когда речь идёт о компонентах, взаимодействующих с внешним миром. Мы часто сталкиваемся с непредсказуемостью HTTP-запросов, чтением данных из базы или. . .
JavaScript: Управление памятью и улучшение производительности
run.dev 29.03.2025
В отличие от низкоуровневых языков программирования, JavaScript не требует ручного выделения и освобождения памяти. Здесь работает автоматический сборщик мусора, который определяет, какие объекты. . .
КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin
Copyright ©2000 - 2025, CyberForum.ru
Выделить код Копировать код Сохранить код Нормальный размер Увеличенный размер