Определить мощность двигателя, необходимую для подъёма лифта с грузом G=2,2, со скоростью v=0,18 , если собственная масса кабины Gk=1,7, масса противовеса Gp=2,1, КПД подъёмного механизма η=0,7.
Какая мощность потребуется, если лифт не будет иметь противовеса?
Здесь: к - коэффициент трения,
F - сила тяжести,
Fн - нормальная составляющая силы тяжести,
α - угол между радиусом в точку нахождения предмета и вертикалью.
sin α = Fтр / F = к*F*cos α / F = к*cos α.
Разделим обе части уравнения на cos α:
sin α / cos α = k
tg α = 0.75
Отсюда находим критический угол между вертикалью и точкой на полусфере, при котором тело ещё держится на ней:
α = arc tg 0.75 = 0.643501 радиан = 36.8699°.
Теперь находим длину по поверхности полусферы от её вершины до полученной точки:
L = πRα / 180 = π*45*36.8699 / 180 = 28.96 см.
Согласно условию скорость зависит от угла поворота $v(\phi)=\frac{\phi}{2\pi}*V$
Нормально ускорение: $a_n=\frac{v^2}{R}$
а) $\phi=2\pi$ $a_n=\frac{V^2}{R}$
б) $\phi=\pi$ $v(\phi)=\frac{\pi}{2\pi}*V=\frac{V}{2}$ $a_n=\frac{V^2}{4R}$
в) $\phi=\frac{\pi}{2}$ $v(\phi)=\frac{\frac{pi}{2}}{2\pi}*V=\frac{V}{4}$
$a_n=\frac{V^2}{16R}$
г) $\phi=\frac{\pi}{3}$ $v(\phi)=\frac{\frac{pi}{3}}{2\pi}*V=\frac{V}{6}$
$a_n=\frac{V^2}{36R}$
д) $\phi=0$ $a_n=0$
Тангенциальное ускорение:
Поскольку ни период, ни время, ни частота оборотов в условии не заданы, определить тангенциальное ускорение в метрах за секунду в квадрате не представляется возможным. Ничего не остаётся, как привязать это ускорение к углу поворота, тогда у нас будут единицы м/(рад*с)
Тангенциальное ускорение $a_{tau}=\frac{V-0}{2\pi}=\frac{V}{2\pi}$
Оно будет постоянным для всего оборота $a_{tau}=\frac{V}{2*3,14}\approx 0,16V$
а) $\phi=2\pi$ $a_{tau}\approx 0,16V$
б) $\phi=\pi$ $a_{tau}\approx 0,16V$
в) $\phi=\frac{\pi}{2}$ $a_{tau}\approx 0,16V$
г) $\phi=\frac{\pi}{3}$ $a_{tau}\approx 0,16V$
д) $\phi=0$ $a_{tau}\approx 0,16V$
Полное ускорение: $a=\sqrt{a_n^2+a_{\tau}^2}$
а) $\phi=2\pi$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{R})^2+(0,16V)^2}$
б) $\phi=\pi$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{4R})^2+(0,16V)^2}$
в) $\phi=\frac{\pi}{2}$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{16R})^2+(0,16V)^2}$
г) $\phi=\frac{\pi}{3}$ $a=\sqrt{(\frac{V^2}{36R})^2+(0,16V)^2}$
д) $\phi=0$ $a=\sqrt{(0,16V)^2}=0,16V$