Яка буде зміна довжини тросу піднімального крану, якщо зі збільшеним прискоренням 0,2 м/с² навантаження (бетонна плита
Яка буде зміна довжини тросу піднімального крану, якщо зі збільшеним прискоренням 0,2 м/с² навантаження (бетонна плита) масою 500 кг піднімається, і жорсткість тросу становить 52 кн/м?
16.11.2023 23:10
Пояснення: Для визначення зміни довжини тросу піднімального крану, ми можемо скористатися законом Гука. Цей закон встановлює залежність між силою, що діє на трос, й зміною його довжини.
Закон Гука формулюється так: F = k * ΔL, де F - сила, k - коефіцієнт жорсткості тросу, ΔL - зміна довжини тросу.
Ми знаємо, що маса навантаження становить 500 кг, а прискорення - 0,2 м/с². Щоб визначити силу, що діє на трос, ми можемо скористатися другим законом Ньютона: F = m * a.
Таким чином, сила F, що діє на трос, буде: F = 500 кг * 0,2 м/с² = 100 кг * м/с² = 100 Н.
Тепер ми можемо застосувати закон Гука: F = k * ΔL. Виражаємо ΔL: ΔL = F / k.
Підставляємо дані: ΔL = 100 Н / (52 кН/м * 1000 Н/кН) = 0,00192 м = 1,92 мм.
Таким чином, зміна довжини тросу піднімального крану становитиме 1,92 мм.
Приклад використання: Яка буде зміна довжини тросу, якщо навантаження масою 250 кг прискорюється з прискоренням 0,15 м/с², а жорсткість тросу становить 40 кН/м?
Порада: Якщо у вас є сумніви стосовно застосування закону Гука, можете перевірити, чи враховані всі сили на тросі, такі як сила тяжіння, при підніманні навантаження.
Вправа: Яке збільшення довжини тросу відбудеться, якщо на нього діє сила 80 Н, а коефіцієнт жорсткості тросу дорівнює 35 кН/м?
Объяснение: Чтобы решить данную задачу, мы можем использовать закон Гука для упругих материалов. По этому закону, длина изменяется пропорционально силе и обратно пропорционально жесткости материала. Формула, которую мы можем использовать:
ΔL = (F * L) / (k * m)
где:
ΔL - изменение длины троса
F - сила, действующая на трос (равна массе, умноженной на ускорение)
L - исходная длина троса
k - коэффициент жесткости троса
m - масса нагрузки
В нашем случае, у нас есть следующие данные:
L = исходная длина троса (неизвестно)
F = масса нагрузки * ускорение
m = масса нагрузки (500 кг)
k = коэффициент жесткости троса (52 кН/м)
ускорение = 0,2 м/с²
Подставим значения в формулу и решим ее:
ΔL = (F * L) / (k * m)
ΔL = (500 кг * 0,2 м/с² * L) / (52 кН/м * 500 кг)
ΔL = (100 кг * L) / (52 кН)
ΔL = 1,92 м (округленно, до двух знаков после запятой)
Таким образом, при увеличении нагрузки, длина троса подъемного крана изменится на 1,92 метра.
Совет: Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуется ознакомиться с основами закона Гука и его применения, а также с понятием жесткости материала.
Дополнительное упражнение: Вес посылки составляет 200 кг, а ускорение подъема составляет 0,1 м/с². Длина троса крана равна 10 м, а его жесткость равна 40 кН/м. Как изменится длина троса при поднятии этой посылки?