Консультация № 197389
12.12.2019, 13:14
0.00 руб.
0 2 1
Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:
Вертикальное колесо радиусом 9 см катится без проскальзывания по неподвижной горизонтальной поверхности. Точка колеса A находится на расстоянии 3 см от оси. Во сколько раз максимальная скорость точки A относительно поверхности больше её минимальной скорости относительно поверхности?

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
259041
7459
15.12.2019, 16:37
общий
это ответ
Здравствуйте, apupezig!
Дано : R = 9 см, r = 3 см
Вычислить отношение n
Решение : Пусть НЕзаданная в условии задачи угловая скорость равна [$969$] .
Тогда горизонтальная скорость колеса (вправо по ниже-приложенному рисунку) равна линейной скорости колеса Vg=[$969$]·R

Линейная скорость точки А будет втрое меньше Vr = [$969$]·r
Пусть точка А откатилась на какой-то угол [$945$] от своей нижней точки. Вектор её линейной скорости перпендикулярен её радиусу.
Поэтому, вертикальная Y-проекция линейной скорости точки А равна Vy([$945$],[$969$]) = [$969$]·r·sin([$945$]),
а к её горизонтальной проекции добавим горизонтальную скорость колеса
Vx([$945$],[$969$]) = Vg - [$969$]·r·cos([$945$]) , потому что в задаче требуется вычислять скорости относительно неподвижной горизонтальной поверхности.
Полная скорость точки находится, как корень из суммы квадратов её вертикальной и горизонтальной составляющих.
Производную этой полной скорости приравняем к нулю и получим углы [$945$], соответствующие максимальной и минимальной скоростям точки А.
Вычисления удобно делать в бесплатном приложении ru.wikipedia.org/wiki/Mathcad . Маткад вычисляет всё быстро и страхует от ошибок типа "человеческий фактор". Маткад-скриншот прилагаю. Я добавил в него подробные комментарии зелёным цветом.
Ответ : максимальная скорость точки A относительно поверхности больше её минимальной скорости в 2 раза.
Если что-то непонятно, задавайте вопросы в минифоруме Вашей Консультации.
4
давно
Посетитель
400728
1649
18.12.2019, 11:30
общий
Адресаты:
Почему занизили оценку? Что не понравилось в ответе?
Форма ответа