Ящик массой 100 кг удерживается на рампе, поднимающейся под углом 30° над горизонталью. К ящику примыкает невесомый канат, образующий угол 22° над поверхностью пандуса. Коэффициенты трения между коробкой и поверхностью пандуса µk = 0,40 и µs = 0,60. Блок имеет массу 10 кг и радиус 10 см. Однако шкив не имеет трения.
А). Какой максимальный вес может иметь висящая масса, чтобы ящик оставался в покое?
Б). Система находится в покое с весом подвешенного груза, найденного в Части А, но пылинка ложится на вес подвешенного груза, делая систему неустойчивой. Чему равно ускорение ящика в момент начала движения?
Часть A) Вот как я устанавливаю свои уравнения:
Сила тяжести на блоке = (100)(9,8)sin(30) = 490
NF = 100cos(30) - Натяжение sin(22) = 50√3 - Натяжение sin(22)
Масса на рампе = Ma
Mb = Подвешенная масса = Напряжение-(Mb) (9,8) = 0
Суммарная сила на коробке = 0, уравнение сил =
Натяжение cos(22) - Mag gsin(30) - (Ma gcos(30) - Натяжение sin(22) )μ = 0
Затем я добавил Ma, g = 9,8 и μ = 0,60.
Затем, используя приведенное выше уравнение и уравнение висячей массы, которое я решил для Mb,
я получил
Mb = ~ 88 кг.
Часть B) Я довольно уверен в своем ответе на часть A.. но теперь не уверен, как именно решить часть B.
Я знаю, что радиус шкива составляет 10 см, а масса - 10 кг.
Мне нужно было найти уравнения для двух напряжений. Тем не менее, одна вещь, для которой мне пришлось сформировать новое уравнение (по крайней мере, я так думаю), это нормальная сила. Раньше я знал, что вертикальная составляющая нормальной силы будет просто равна 0, но теперь, поскольку она движется, она также может измениться.
Мое новое уравнение:
NF = 100gcos(30) - Напряжение sin(22) = Ma A
NF = 100gcos(30) - Напряжение sin(22) - Ma A = 0
Я знаю, что мне нужно подставить это в исходное уравнение, поэтому Я могу использовать его для расчета силы трения:
Tension2*cos(22) - Magsin(30) - ( 100gcos(30) - Tension2*sin(22) - Ma A )μ = 0,
представь это уравнение в терминах Tension2, но Я должен оставить ускорение в терминах А.
Натяжение2 = 129А + 770.
Мое уравнение для напряжения1 было проще, просто:
Напряжение1 = Mb A - Mb A
Теперь я подставляю их в уравнение крутящего момента с учетом массы шкива и радиуса
Tnet = [Tension2 - Tension1]*radius = 0,5 mr^2 ∝
Теперь вот где появляются мои проблемы, у меня есть два неизвестных с A и Mb. Я должен представить, что цель Массы B состоит в том, что пылинка почти ничего не представляет, и смысл ее состоял в том, чтобы объяснить, что система будет в движении, и я должен просто объяснить это как ту же массу из раньше, но я не знаю. Любой совет по этому поводу был бы замечательным!
Дайте мне знать, если есть что-то, что я должен уточнить... заранее спасибо!
Подобные задачи очень трудно решить без силовой диаграммы. Мы считаем, что все стационарно.
Теперь рассмотрим части системы по отдельности.
1. Шкив:
Мы будем использовать его позже, чтобы определить .
2. Масса на склоне:
3. Вся система:
Теперь используйте определить :
(Примечание: )
Как содержит только известные, теперь можно определить.
Теперь применить к :
Затем примените к :
Что касается вашего второго вопроса, если тогда слишком высоко больше не соответствует действительности и становится:
Где является ускорение.