11. oblicz czas oddziaływania pomiędzy linką a ciężarkiem, jeśli linka o wytrzymałości 1000N pękła przy upuszczeniu ciężarka z wysokości 2m. Masa ciężarka 1kg. ma wyjsc (6,3 s)



11 Oblicz Czas Oddziaływania Pomiędzy Linką A Ciężarkiem Jeśli Linka O Wytrzymałości 1000N Pękła Przy Upuszczeniu Ciężarka Z Wysokości 2m Masa Ciężarka 1kg Ma W class=

Odpowiedź :

Na pewno w wyniku nie otrzymamy tak długiego czasu, ale po kolei.

Ciężarek spadając swobodnie z wysokości h nabiera prędkości i w chwili gdy zaczyna napinać już linkę osiąga prędkość:

v = √(2·g·h) = √(2·10·2) ≈ 6.3 m/s

Od tego momentu zaczyna się oddziaływanie z linką, które trwa nieznany czas Δt aż do osiągnięcia napinającej siły zrywającej 1000 N.

Trzeba pamiętać, że w czasie oddziaływania siła napinająca jest zmienna, a jej średnia wartość jest na pewno mniejsza od 1000 N. Można w dużym przybliżeniu przyjąć, że średnia siła oddziaływania to połowa końcowej czyli Fsr ≈ 500 N.

Z uogólnionej II zasady dynamiki mamy:

Fsr·Δt = Δp

Δt = Δp/Fsr = (m·v - m·v')/Fsr = m·(v - v')/Fsr

Jeśli przyjmiemy, że linka zrywa się gdy prędkość już wyhamuje do zera (v' = 0) to wyliczamy:

Δt = 1·(6.3 - 0)/500 = 0.013 s = 13 ms

W rzeczywistości zerwanie (osiągnięcie siły maksymalnej) może nastąpić jeszcze dla v'>0 , więc obliczony czas będzie wtedy jeszcze krótszy.