Mechanika feladat. Ki tudja a megoldást?
Adott egy R sugarú, félkör alakú függőleges síkú pálya, amely úgy képzelhető el, mint az xy koordinátarendszerben lévő
x^2+y^2=R^2 egyenletű körnek az x-tengely alatti része.
Ezen a pályán egy r<R sugarú korong tisztán gördülhet. A korongot zérus kezdősebességgel indítjuk, hogy annak súlypontja épp az x-tengelyen van.
A nehézségi erőtér hatására a korong periódikus mozgást végez.
Határozzuk meg a periódusidőt, ha a veszteségektől eletekintünk!
Ha a korong tömegeloszlása hengerszimmetrikus, és a tehetetlenségi nyomatéka c*m*r², akkor
Γ(¼)²·R·√((1 + c)/(πg(R – r))).
Ha a korong homogén tömegeloszlású, akkor c = ½, és az eredmény közelítőleg
9,0831 R/√(g(R – r)),
vagy (a sztenderd) g-t is beírva
AR/√(R – r), ahol A ≈ 2,90 s/√m.
Amúgy sima energiamegmaradás, remélem, nem számoltam el.
Az a Γ-függvény: [link]
Csak azért azzal írtam, mert gondoltam, közismertebb, mint a teljes elsőfajú elliptikus integrál, amivel
4·K(√2/2)·R·√((1 + c)/(g(R – r)))
jön ki.
Azt meg írtam, hogy az energiamegmaradásból jön ki. Én a kis korong elfordulását választottam általános koordinátának. Ezzel próbálkoztál? Nyilván a szögsebességre kell rendezni, és aztán integrálni.
Bocsánat, tegnap este fáradt voltam, és valahol elmaradt két tag a számlálóból. Helyesen
4·K(√2/2)·√((R – r + cR²/(R – r))/g) ≈
≈ 7,4163·√(((1 + c)*R² – 2rR + r²)/(R – r)/g),
ami sajnos nem olyan szép, az R²-et nem lehet kiemelni.
(((Még annyi, hogy apró (r ≪ R) golyóra (c = 0,4) a periódusidő A·√R, ahol A ≈ 2,80 s/√m. Ha valakinél van egy kicsi, tömör golyó, meg talál egy nagy, félgömb alakú kádat, akkor ezt a képletet tudja könnyen ellenőrizni.)))
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!