Zadanie Zadanie 5.5.8: Siła udaru elastomerowego próbnika zderzeniowego

Punkty
3 pkt
Dział
Energia i pęd · Pęd i zasada zachowania pędu
Trudność
Poziom trudności: średnie
W laboratorium biomechaniki przeprowadzono test udarowy tarczy tensometrycznej z użyciem elastomerowego próbnika o masie m=80 gm = 80\,\text{g}. Na podstawie czasu trwania zderzenia oraz zmiany prędkości próbnika wyznacz średnią siłę udaru i porównaj ją z ciężarem wzorcowych płyt obciążeniowych o masie 10 kg10\,\text{kg}.

Treść zadania

W laboratorium biomechaniki badano odporność dynamiczną osłony zderzeniowej. W teście udarowym próbnik z twardego elastomeru o masie m=80 gm = 80\,\text{g} uderzył prostopadle w tarczę tensometryczną. W czasie kontaktu trwającym Δt=0,004 s\Delta t = 0{,}004\,\text{s} wartość zmiany prędkości próbnika wyniosła ∣Δv∣=35 m/s|\Delta v| = 35\,\text{m/s}. a) Oblicz średnią wartość siły uderzenia FsˊrF_{\text{śr}}, jaką próbnik wywarł na tarczę tensometryczną. b) Na stanowisku testowym używa się wzorcowych płyt dociskowych o masie M=10 kgM = 10\,\text{kg} każda. Przyjmując przyspieszenie ziemskie g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2 (lub dokładniejsze g=9,81 m/s2g = 9{,}81\,\text{m/s}^2), oblicz, ciężarowi ilu takich płyt odpowiada wyznaczona średnia siła uderzenia.

Odpowiedź i wynik końcowy

a) Fsˊr=700 NF_{\text{śr}} = 700\,\text{N}. b) N=7N = 7 płyt (dla g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2) lub około 7,147{,}14 płyt, czyli 77 pełnych płyt (dla g=9,81 m/s2g = 9{,}81\,\text{m/s}^2). a: a) Fsˊr=700 NF_{\text{śr}} = 700\,\text{N}. b: b) N=7N = 7 płyt (dla g=10 m/s2g = 10\,\text{m/s}^2) lub około 7,147{,}14 płyt, czyli 77 pełnych płyt (dla g=9,81 m/s2g = 9{,}81\,\text{m/s}^2).