Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 23. 11. 2023 16:23

Bod zmaru
Příspěvky: 47
Pozice: student
Reputace:   
 

2. Newtonův pohybový zákon pro rotační pohyb

Dobrý den, mám přibližně vypočítat počáteční úhlové zrychlení tohoto systému. Ve výchozí pozici je úhel [mathjax]θ_1=20°[/mathjax] a pružina s tlumičem spojují rotující rameno s rámem, aby zajistili vycentrování do neutrální pozice [mathjax]θ_1=0°[/mathjax].

Počáteční zrychlení [mathjax]\alpha [/mathjax] by se mělo vypočítat z 2. Newtonova zákonu: [mathjax]\Sigma M=I\cdot \alpha [/mathjax]

Moment setrvačnosti k ose rotace [mathjax]I[/mathjax] je [mathjax]I=4 kg\cdot m^{2}[/mathjax]

Osa rotace ramena je vzdálena 78 mm od místa připojení pružiny a tlumiče, což je zakresleno v obrázku.

Moment, který by měl být uvažován je moment od síly způsobené pružinou. O pružině víme, že má tuhost [mathjax]6 N/mm[/mathjax] a délku 245 mm (když je systém v pozici [mathjax]θ_1=20°[/mathjax]).

Počáteční zrychlení by pak bylo: [mathjax]\alpha =\frac{\Sigma M}{I}[/mathjax]

Nejsem si jistý, jak správně vypočítat sílu od pružiny a příslušný moment, který vyvolá.

Zároveň nevím, zda i tlumič působí nějakou nezanedbatelnou silou, ale asi by mělo stačit uvažovat pružinu. (Zde případně parametry tlumiče: konstanta tlumení [mathjax]2,5 N s/mm[/mathjax] a délka 232 mm)

Pokud víte, jak správně určit moment, který je potřeba pro výpočet zrychlení, tak vám budu vděčný, stejně tak jako za jakékoliv připomínky nebo komentáře k tomuto problému. Děkuji.

https://i.imgur.com/47acmDh.jpeg

Offline

 

#2 24. 11. 2023 11:56

Aleš13
Příspěvky: 333
Reputace:   
 

Re: 2. Newtonův pohybový zákon pro rotační pohyb

Sice se do výpočtu nehrnu, ale chybí mi tam volná délka pružiny (aktuální je natažená na 245, ale to na výpočet síly ve výchozí poloze nestačí).

Offline

 

#3 24. 11. 2023 13:25

Bod zmaru
Příspěvky: 47
Pozice: student
Reputace:   
 

Re: 2. Newtonův pohybový zákon pro rotační pohyb

Volná délka pružiny by měla být přibližně 237 mm. Myslím, že by se případně dalo uvažovat i předpětí pružiny a délku odhadnout. Výpočet zrychlení nemusí být zcela přesný, jde o přibližný výpočet. Jelikož mám k dispozici model, pokusil jsem se provést simulaci v 3D CAD softwaru a dostal jsem hodnotu počátečního úhlového zrychlení mezi 230 a 240 [mathjax]^\circ /s^{2}[/mathjax] což by odpovádalo přibližně [mathjax]4 rad/s^{2}[/mathjax], ovšem nejsem si jistý správností simulace.

Offline

 

#4 24. 11. 2023 14:36 — Editoval Aleš13 (24. 11. 2023 14:38)

Aleš13
Příspěvky: 333
Reputace:   
 

Re: 2. Newtonův pohybový zákon pro rotační pohyb

To musí bejt pružina jak od vagónu :-)
Jestli je model a jestli stačí "technická" přesnost, tak bych pro nějaké delta [mathjax]\Theta _{1}[/mathjax] z modelu zkusmo určil změnu délky pružiny a pak to nějak zkusil dokopat přes energii.

Offline

 

#5 24. 11. 2023 23:30

MichalAld
Moderátor
Příspěvky: 4889
Reputace:   125 
 

Re: 2. Newtonův pohybový zákon pro rotační pohyb

Počáteční úhlové zrychlení je M/I, a M je F * d, kde d je vzdálenost osy, podél který působí síla, od osy rotace. Nekoukal jsem, jestli to ze zadaných kód lze určit. Pokud ano, nic víc není potřeba. Tlumiče se při nulové rychlosti neuplatní.
...
Obecně je úhlové zrychlení vždycky M / I, ale pak je potřeba do toho momentu zahrnout i vliv těch tlumičů, jejichž síla je závislá na rychlosti.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson