Zadanie Zadanie 6.2.8: Most zwodzony i wyciągarka
- Punkty
- 5 pkt
- Dział
- Bryła sztywna · Moment siły. I zasada dynamiki dla ruchu obrotowego
- Trudność
- Poziom trudności: trudne
Most zwodzony o masie i długości jest podnoszony za pomocą dwóch symetrycznych lin przymocowanych do jego swobodnego końca. Most zamocowany jest obrotowo na poziomym zawiasie na drugim końcu.
a) Porównaj wartości sił naciągu pojedynczej liny w dwóch położeniach kątowych liny względem poziomego pomostu: dla kąta oraz . Wyznacz stosunek tych sił .
b) Dwie liny podnoszące most nawijane są na dwie identyczne wyciągarki ręczne (kołowroty). Każdy kołowrót obsługuje jedna osoba. Promień bębna, na który nawija się lina, wynosi , a promień ramienia korby . Oblicz wartość siły , jaką każda z osób musi działać prostopadle na ramię korby, aby rozpocząć podnoszenie mostu z położenia początkowego, w którym kąt liny wynosi . Przyjmij przyspieszenie ziemskie (lub ).
Treść zadania
Most zwodzony (lub pomost trapujący) o masie i długości jest podnoszony przez dwie symetryczne liny przymocowane do jego wolnego końca. Na drugim końcu most jest osadzony obrotowo na poziomym zawiasie.
a) Dla dwóch kątów liny względem poziomego pomostu, i , porównaj wartości naciągu pojedynczej liny. Oblicz stosunek .
b) Liny podnoszące most są nawijane na dwa identyczne kołowroty ręczne. Każdy kołowrót obsługuje jedna osoba. Promień bębna (walca), na który nawija się lina, wynosi , a promień ramienia korby to . Oblicz siłę , którą każda osoba musi przyłożyć prostopadle do ramienia korby, aby rozpocząć podnoszenie mostu z położenia początkowego, gdy kąt liny wynosi .
Przyjmij przyspieszenie ziemskie lub w przybliżeniu .
Odpowiedź i wynik końcowy
a) Stosunek sił naciągu pojedynczej liny w obu położeniach kątowych wynosi:
Siła naciągu liny w położeniu jest -krotnie większa niż w położeniu .
b) Wartość siły, jaką każda z osób musi działać prostopadle na ramię korby:
Podstawiając wartości liczbowe:
- dla : (przy sile naciągu liny )
- dla : (przy sile naciągu liny )
a: Stosunek sił naciągu pojedynczej liny w obu położeniach kątowych wynosi:
Siła naciągu liny w położeniu jest -krotnie większa niż w położeniu .