Консультация # 184647: Здравствуйте! Прошу помощи с решением следующих задач по колебаниям: 1. Сплошной однородный цилиндр массы m совершает малые колебания под действием двух пружин, общая жесткость которых равна k. Найти период малых колебаний в отсутствие скольжения.
Здравствуйте! Прошу помощи с решением следующих задач по колебаниям: 1. Сплошной однородный цилиндр массы m совершает малые колебания под действием двух пружин, общая жесткость которых равна k. Найти период малых колебаний в отсутствие скольжения.
Ответ предположительно: T=pi*sqrt(3m/2k), надо это вывести. 2. Дуга Петрова включена в сеть переменного тока частотой 50Гц и напряжением
110В. При горении дуги ее сопротивление 1,4Ом. Какую индуктивность нужно включить последовательно с дугой для получения тока в 30А? Какая мощность будет потребляться при этом из сети?
Здравствуйте, Mechenaya! 2. Дано: частота переменного тока f = 50 Гц; напряжение сети переменного тока U = 110 В; сопротивление дуги Rд = 1.4 Ом; ток дуги I = 30 А. Требуется найти индуктивность L, которую нужно включить последовательно с дугой и активную мощность Pа, которая будет потребляться при этом из сети. Решение: Закон Ома для цепи переменного тока: I = U/√(Rд2 + (2*π*f*L)2) (1), откуда L = (√((U/I)2 - Rд2))/(2*π*f*L) = (√((110/30)2 - 1.42))/(2*π*50) = 1.0787*10-2 Гн = 10.787 м
Гн. Pа = I2*Rд = 302*1.4 = 1260 Вт. Примечание: к 1-й задаче нужен рисунок, показывающий взаимное расположение пружин и цилиндра.
Консультировал: SFResid (Модератор)
Дата отправки: 02.12.2011, 13:58
5
нет комментария ----- Дата оценки: 05.12.2011, 14:28
Здравствуйте, Mechenaya! Так как цилиндр совершает малые колебания, то деформацию каждой пружины будем считать равной - 2Rɵ Механическая энергия колебаний сплошного цилиндра сохраняется: E=T+U=const Кинетическая энергия равна - 1/2*I*(ɵ')2 Следовательно, будем иметь: 1/2*I*(ɵ')2+1/2*k1*x2+1/2*k2*x2=const, где x=2Rɵ - деформация каждой из пружин k1 и k2 - жесткость
1 и 2 пружины соответственно. Т. е. имеем: 1/2*I*(ɵ')2+1/2*k1*(2Rɵ)2+1/2*k2*(2Rɵ)2=const Берем производную по времени: 1/2*I*2*ɵ'*ɵ''+1/2*(k1+k2)*4*R2*2*ɵ*ɵ'=0 Так как момент инерции равен I=Ic+mR2=1/2*mR2+mR2 будем иметь (1/2*mR2+mR2)*ɵ&
#39;'+(k1+k2)*4*R2*ɵ=0 или с учетом того, что k1+k2=k (1/2*mR2+mR2)*ɵ''+k*4*R2*ɵ=0 Следовательно, будем иметь 3/2*mR2*ɵ''= - k*4*R2*ɵ ɵ''= - k*4*R2*ɵ*2/(3*m*R2) ɵ''= - 8/3*k/m*ɵ следовательно ω=√(8/3*k/m) И тогда искомый период малых колебаний будет равен: T=2п/ω=2п*√(3/8*m/k)=п*√[3m/(2k)] Будут
вопросы обращайтесь в минифорум. Удачи
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!