Pluggakuten.se / Forum / Fysik / [FY 2/B] Ett cykelhjul

Naturaren98 · 2016-12-26 08:15

Ett cykelhjul har placerats så att dess axel är vertikal. På en av ekrarna sitter en genomborrad cylinder som med försumbar friktion kan glida på ekern. Cyklidern har massan 50g och är fäst med en fjäder i hjulets nav. Fjäderkonstanten är 9,0 N/m och fjäderns massa försummas. Då hjulet är i vila ligger cylindern på ekerns mitt. Med hur många varv per sekund skall hjulet rotera för att cylindern nätt och jämnt ska beröra hjulfälgen? Cylindern kan beryktas som punktformig.

SeriousSquid · 2016-12-26 09:15

Förstår du visuellt hur situationen ser ut? Dvs kan du rita en bild av systemet som beskrivs?

Senast redigerat av SeriousSquid (2016-12-26 09:16)

Henrik E · 2016-12-26 12:54

F=ma och a=v^2/r är användbara formler här.

cyphol · 2016-12-26 21:08

Så här tolkar jag den visuellt.

SeriousSquid · 2016-12-27 08:00

Sättet man löser ett fysikproblem följer generellt någon variant av följande schema:

0. Förstå vad som händer konceptuellt
1. Rita ett diagram
2. Identifiera de relevanta fysiska storheterna såväl de som man känner till och de som man inte känner till.
3. Lista de fysikaliska ekvationer som innehåller de fysiska storheterna och som gäller för systemet.
4. Lös ut storheterna vi vill ha genom att manipulera relationerna i 3.

0. När hjulet roterar så rör sig cylindern ut via centrifugalkrafter men tillbaka mot mitten av fjädern. För varje vinkelhastighet finns ett jämviktsläge där fjädern agerar centripetalkraft utan att den glider någonstans och det är positionen av det jämviktsläget som vi vill studera.
1. Klart.
2. De relevanta är
$LaTeX ekvation$ vinkelhastigheten för hjulet i det eftersökta läget.. Förslagsvis i radianer/sekund men.
$LaTeX ekvation$ , fjäderkonstant
$LaTeX ekvation$ , cylindermassa
$LaTeX ekvation$ , cylinderns avstånd från mittpunkten vid en viss vinkelhastighet
$LaTeX ekvation$ , fälgens avstånd från mitten. Storhjulets radie om man så vill.

3. Vi identifierar rörelsen som cirkelrörelse så Henrik E:s ekvationer är användbara.
F=ma
a=v^2/r
Vi ser att rotationshastigheten v förekommer så den behöver relateras till det vi vet vilket ges av
$LaTeX ekvation$ om man tänker efter
Fjädern drar i cylindern enligt Hookes lag så då gäller
F = kr

4. Okej bara att kombinera och ställa upp ekvationera på något sätt som man kan lösa ut det vi söker efter.

Senast redigerat av SeriousSquid (2016-12-27 08:06)

anders45 · 2016-12-27 09:32

Naturaren98 skrev:
Ett cykelhjul har placerats så att dess axel är vertikal. På en av ekrarna sitter en genomborrad cylinder som med försumbar friktion kan glida på ekern. Cyklidern har massan 50g och är fäst med en fjäder i hjulets nav. Fjäderkonstanten är 9,0 N/m och fjäderns massa försummas. Då hjulet är i vila ligger cylindern på ekerns mitt. Med hur många varv per sekund skall hjulet rotera för att cylindern nätt och jämnt ska beröra hjulfälgen? Cylindern kan beryktas som punktformig.

Här finns det endast en kraft som påverkar massan, centripelalkraften som ges av fjädern.
Radien är R från centrum till fälgen.
Fjädern ger centripelalkraften
$LaTeX ekvation$
Hur lång är förlängnngen då massan nått fram till fäljen?
och
$LaTeX ekvation$
$LaTeX ekvation$

Ekvationerna ger sedan svaret.

Meddelande

[FY 2/B] Ett cykelhjul

[FY 2/B] Ett cykelhjul

Re: [FY 2/B] Ett cykelhjul

Re: [FY 2/B] Ett cykelhjul

Re: [FY 2/B] Ett cykelhjul

Re: [FY 2/B] Ett cykelhjul

Re: [FY 2/B] Ett cykelhjul

Naturaren98 skrev:

Sidfot