Herman Desmedt ©HD |
7 april 2004 23:13 |
Citaat:
Oorspronkelijk geplaatst door TomB
Rond een tandwiel met een diameter van 10cm en een tandwiel met een diameter van 15 cm hangt een riem van 2 meter gespannen. Het geheel hangt 4 meter boven de grond. Aan het kleine tandwiel hangt 2 cm onder het middenpunt een draad van 20 cm, waaraan een gewicht van 5 kg hangt. Men draait het grote tandwiel in een halve seconde een kwartslag.
Beschrijf de baan van het gewicht in functievorm.
|
Hoogsteigenaardig raadsel :
- Tandwielen met een riem aandrijven
- 4 m boven de grond is irrelevant
- 2 m riem doet niet terzake, van het moment dat de riem maar lang genoeg is en men mag veronderstellen dat de riem geen vrijving heeft met de tandwielen ( anders moet men nog de wrijvingskracht, het aandrijvend moment en de traagheid van de riem in rekening gebracht worden )
- traagheidmoment van de last is niet gekend.
Als we ervan uitgaan dat die kwartslag in een constante snelheid verloopt en dat de draad niet breekt en onvervormbaar is:
Als we er ook van uitgaan dat we alleen de beweging moeten beschrijven gedurende die kwartslag. ( na die kwartslag heb je een lichtjes slingerend gewicht )
Het ophangpunt van het gewicht beschrijft een cirkelvormige baan van 3/8 van een cirkel, 2cm straal. in 1/2 seconde. In poolcoördinaten, met hoeksnelheid w geeft dat s = 2wt (2 voor straal 2 cm)
Het gewicht bengelt aan de andere zijde van die draad en ondergaat een vertikale positiewijziging y= 2*cos(wt) terwijl zijn horizontale positiewijziging afhangt van de traagheid van het geheel.
Indien er geen traagheid zou zijn dan is die beweging x = 2*sin(wt) en beschrijft het gewicht ook een cirkelvormige baan van 3/8 toer.
Met traagheid bouwt het gewicht een slingerpotentiaal op
Dat laat ik aan andere om uit te rekenen.
|