Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

RFpro.ru: Консультации по физике

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 704 RSS
←   Август 2022   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Открыта: 14-07-2005

Автор
Калашников О.А.

Статистика

704 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

RFpro.ru: Консультации по физике


РАССЫЛКИ ПОРТАЛА RFPRO.RU

Лучшие эксперты в разделе

Алексеев Владимир Николаевич
Статус: Мастер-Эксперт
Рейтинг: 145
∙ повысить рейтинг » 		Magic2hand
Статус: Студент
Рейтинг: 80
∙ повысить рейтинг » 		Gluck
Статус: 10-й класс
Рейтинг: 59
∙ повысить рейтинг »

Физика

Номер выпуска:2837
Дата выхода:25.08.2022, 13:15
Администратор рассылки:Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
Подписчиков / экспертов:49 / 97
Вопросов / ответов:1 / 1

Консультация # 203102: Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом: В системе, изображённой на рисунке, радиусы блоков r=5 см и R=10 см. Масса левого груза m1=3 кг. Максимальные моменты сил трения покоя в осях блоков одинаковы и равны M=0,2 Н?м. Ускорение свободного падения g=10 Н/кг. 1. Определите минимальную массу правого груза m2, при которой си...

Консультация # 203102:

Здравствуйте! У меня возникли сложности с таким вопросом:
В системе, изображённой на рисунке, радиусы блоков r=5 см и R=10 см. Масса левого груза m1=3 кг. Максимальные моменты сил трения покоя в осях блоков одинаковы и равны M=0,2 Н?м. Ускорение свободного падения g=10 Н/кг.

1. Определите минимальную массу правого груза m2, при которой система находится в равновесии. Ответ дайте в кг, округлив до десятых.
2. Определите максимальную массу правого груза m2,max, при которой система находится в равновесии. Ответ дайте в кг, округлив

Дата отправки: 20.08.2022, 13:00
Вопрос задал: MuCTeP_TTP0 (Посетитель)
Всего ответов: 1
Страница онлайн-консультации »

Консультирует Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт):

Здравствуйье, MuCTeP_TTP0 !
В Условии задачи даны радиусы блоков r = 0,05 м и R = 0,1 м, масса левого груза m1 = 3 кг ,
максимальные моменты сил трения покоя в осях блоков одинаковы и равны M = 0,2 Н·м.
Требуется вычислить минимальную массу правого груза m2, при которой система находится в равновесии;
максимальную массу правого груза m2 , при которой система находится в равновесии.

Решение: В Вашей консультации (rfpro.ru/question/203094 Ссылка) я показывал Вам ссылки на учебные статьи, где профессиональные преподаватели достаточно доходчиво объяснили работу блоков и доказали, что НЕподвижные блоки НЕ дают выигрыша в силе, а всего лишь изменяют направление усилий. Применяя эти знания к неподвижным блокам Вашей задачи, делаем выводы:

1) Когда массы грузов m1 и m2 равны, тогда они растягивают трос равными силами своего веса F1 = m1·g , F2 = m2·g .
Так как m1 = m2 , то и F1 = F2 . Система находится в равновесии (в состоянии покоя).

2) Когда массы грузов m1 и m2 приблизительно одинаковы, тогда более массивный груз тянет трос сильнее, но не может вывести систему из равновесия, потому что сила трения противодействует сдвигу. Cила трения как бы помогает весу более лёгкого груза, они сонаправлены. Это можно записать в виде системы уравнений:
F1 + T = F2 , если F2 > F1 (m2 > m1)    (1)
F1 - T = F2 , если F2 < F1 (m2 < m1)    (2)
Величина силы T трения здесь НЕ фиксирована каким-то конкретным числом, потому что сила трения равна разности весов грузов (сила трения "подстраив ается" под разность весов для стабилизации состояния покоя системы).

3) Массы грузов могут отличаться настолько, что сила трения не сможет удержать систему в состоянии равновесия. Тут тоже могут быть 2 варианта:
Если масса правого груза очень малА (m2 → 0) , тогда трос смещается влево по рисунку (рисунок прилагаю).
Если масса правого груза слишком великА (m2 → ∞) , тогда трос смещается вправо.
Условие задачи предписывает нам рассмотреть промежуточные случаи с пограничными состояниями, для которых сила трения в блоках максимальна и конкретно задана как моменты сил: "Максимальные моменты сил трения покоя в осях блоков одинаковы и равны M = 0,2 Н·м" - НЕзависимо от радиуса блока и направления силы каната.

Переводим крутящие моменты в силу торможения каната.
Малые блоки радиусом r торм озят с силой T1 = T3 = M / r = 0,2 / 0,05 = 20 / 5 = 4 Н каждый.
Большой блок - с силой T2 = M / R = 0,2 / 0,1 = 2 / 1 = 2 Н.
Все 3 блока дают тормоз-силу T = T1 + T2 + T3 = 4+2+4 = 10 Н.

Теперь всё готово для вычисления искомых величин.
Чтоб вычислить минимальную массу правого груза m2, при которой система находится в равновесии, применяем формулу (2):
F1 - T = F2 (m2 < m1)  ⇒   F2 = F1 - T  ⇒   m2·g = m1·g - T
m2min = (m1·g - T) / g = m1 - T / g = 3 - 10 / 10 = 3 - 1 = 2 кг .

Чтоб вычислить максимальную массу правого груза m2, при которой система находится в равновесии, применяем формулу (1):
F1 + T = F2 (m2 > m1)  ⇒   F2 = F1 + T  ⇒   m2·g = m1·g + T
m2max = (m1·g + T) / g = m1 + T / g = 3 + 10 / 10 = 3 + 1 = 4 кг .

Ответ: минимальная масса правого груза, при которой система находится в равновесии, равна 2,0 кг;
максимальная масса правого груза, при которой система находится в равновесии, равна 4,0 кг .

Консультировал: Алексеев Владимир Николаевич (Мастер-Эксперт)
Дата отправки: 23.08.2022, 02:56
Рейтинг ответа:

НЕ одобряю 0 одобряю!

Оценить выпуск | Задать вопрос экспертам

главная страница  |  стать участником  |  получить консультацию
техническая поддержка

Дорогой читатель!
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!
МЫ РАБОТАЕМ ДЛЯ ВАС!
В избранное