Rotationsdynamik – problem och lösningar

1. En kraft F appliceras på en lina som är linad runt en cylinderremskiva. Vridmomentet är 2 N m och tröghetsmomentet är 1 kg m 2 , vilket är cylinderns vinkelacceleration .

Rotationsdynamik – problem och lösningar 1Känd:

Vridmoment ( τ ) = 2 Nm

Tröghetsmomentet (I) = 1 kg m²

Önskad: Cylinderns vinkelacceleration

lösning:

Στ = Iα

Στ = nettovridmoment, I = tröghetsmoment, α = vinkelacceleration

Cylinderns vinkelacceleration:

α = Στ / I = 2 / 1 = 2 rad/s 2

[IRP]

2. En kraft F appliceras på en lina som är lindat runt en cylinderremskiva. Kraftens storlek är 10 N, cylinderns radie är 0.2 m och tröghetsmomentet är 1 kg m² . Vad är cylinderns vinkelacceleration?

Rotationsdynamik – problem och lösningar 2Känd:

Kraft (F) = 10 N

Cylinderns radie (R) = 0.2 m

Tröghetsmomentet (I) = 1 kg m²

Önskad: Cylinderns vinkelacceleration.

lösning:

τ = FR

τ = vridmoment, F = kraft, R = cylinderns radie

Vridmoment:

τ = FR = (10 N)(0.2 m) = 2 Nm

Στ = Iα

Στ = nettovridmoment, I = tröghetsmoment, α = vinkelacceleration

Cylinderns vinkelacceleration:

α = Στ / I = 2 / 1 = 2 rad/s 2

[IRP]

3. En kraft F appliceras på en lina som är lindat runt en cylinderremskiva. Kraftens storlek är 10 N, cylinderns radie är 0.2 m och cylinderns massa är 20 kg m² . Vad är cylinderns vinkelacceleration?

Rotationsdynamik – problem och lösningar 3Känd:

Kraft (F) = 10 N

Cylinderns radie (R) = 0.2 m

Cylinderns massa (M) = 20 kg

Önskas: Vinkelacceleration av cylinder

lösning:

τ = FR = (10 N)(0.2 m) = 2 Nm

Tröghetsmoment:

I = 1⁄2 MR² = 1⁄2 (20)(0.2) ² = 1⁄2 (20)(0.04) = 0.4 kg m²

Cylinderns vinkelacceleration:

α = Στ / I = 2 / 0.4 = 5 rad/s 2

[IRP]

4. Ett 1 kg-block som hänger från en lina lindan runt en cylinderremskiva . Remskivans tröghetsmoment är 1 kg m² och remskivans radie är 0.2 m. Vad är remskivans vinkelacceleration? Tyngdaccelerationen är 10 m/ s².

Rotationsdynamik – problem och lösningar 4Känd:

Tröghetsmomentet för remskivan (I) = 1 kg m²

Blockets massa (m) = 1 kg

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ s²

Vikt (w) = mg = (1 kg)(10 m/ s² ) = 10 kg m/ s² = 10 N

Remskivans radie (R) = 0.2 m

Önskas: Vinkelacceleration

lösning:

Vridmoment:

τ = FR = w R = (10 N)(0.2 m) = 2 Nm

Tröghetsmoment:

Jag = 1 kg m²

Vinkelacceleration:

α = Στ / I = 2 / 1 = 2 rad/s 2

[IRP]

5. Ett 1 kg-block som hänger från en lina lindan runt en cylinderremskiva. Remskivans massa är 20 kg och remskivans radie är 0,2 m. Vad är remskivans vinkelacceleration och blockets acceleration i fritt fall ? Tyngdaccelerationen är 10 m/ s².

Rotationsdynamik – problem och lösningar 5Känd:

Remskivans massa (M) = 20 kg

Remskivans radie (R) = 0,2 m

Blockets massa (m) = 1 kg

Tyngdacceleration (g) = 10 m/ s²

Vikt (w) = mg = (1 kg)(10 m/ s² ) = 10 kg m/ s² = 10 N

Önskad: remskivans vinkelacceleration och blockets fritt fallacceleration.

lösning:

Vridmomentet:

τ = FR = w R = (10 N)(0.2 m) = 2 Nm

Tröghetsmomentet för cylinderremskivan:

I = 1⁄2 MR² = 1⁄2 (20)(0.2) ² = (10)(0.04) = 0.4 kg m²

Remskivans vinkelacceleration:

α = Στ / I = 2 / 0.4 = 5 rad/s 2

Blockets acceleration i fritt fall:

a = Rα = (0.2)(5) = 1 m/ s²

Lämna en kommentar