Измерване на претоварване при центробежна сила (земно ускорение g)

[Joro-01]

Излиза че ако че ако имаме натоварване 6,21 пъти g (на довери от предишната страница) състезателят е подложен на 6,29 пъти. Векторната сума на гравитацията и центробежната - 1²+ 6,21²=6,29² - Т на питагор.

[Joro-01]

Заради криволинейното движение върху шейната действа F_ЦБ,

Заради гравитацията и действа и силата на тежестта G = mg.

Действа и също реакцията на опората (пистата), която е равна на перпендикулярната на повърхността компонента на натиска, който оказва шейната върху пистата. А този натиск е равен на векторната сума на F_ЦБ и G . Значи, ако има гравитация и завой, F_R винаги ще е под ъгъл спрямо хоризонталата .

Да и ъгълът ще е 14.3° спрямо хоризонталата

Или 90 : 6,3

[Peter_Kunstbahn]

ОК, благодаря за помощща. Значи ще го начертая с ъгъл 14,3 градуса спрямо хоризонталата. От това, което виждам излиза, че въпреки превъзмогнатото земно ускорение, то винаги оказва влияние. Няма да задълбавам повече. Всичко до момента е достатъчно. Моля всеки който е писал мнение по темата да прати две имена, за да го включа в ползвана литература и помощ, от името на сайта http://nauka.bg

[Joro-01]

За нищо, ама те подведох, за което се извинявам.

да зарежем ъгъла засега.

И по моите изчисления ускорението по хоризонталата е толкова. Обаче има и вертикална компонента на земното ускорение и по Питагоровата теорема ще бъде 60,95 m/s² . И е 6,21 g или с 5,21 пъти претоварване. Което не е много повече, но ако е примера със стоманеното въже, тогава радиуса ще е по-малък (и е по-голямо) ще описва конус, за да може вертикалната компонента на реакцията, да се уравновесява с теглото.

А ако това са реално измерени скорости, могат да се изчислят много точно. Вече ако се предполага колко ще е има много условности!

Това е верният отговор. В нашия случай (когато двата компонента /вектора/ са перпендикулярни) може да ползваме теоремата на Питагор.

http://matematika.martinmarinov.info/index.php?no=1

http://pharmfac.net/social_pharm_lectures/WM_12_2011/CH_03_V.pdf

Редактирано Януари 27, 2014 от Joro-01

[Doris]

Според мен, изчисленията на Минко Илчев са само за равновесно положение, каквото е показаното и на фиг.1. Тогава F_R е равен по големина и обратен по посока на сумата на F_ЦБ и mg и за това винаги ще е под ъгъл спрямо хоризонталата. Възможно е и отклонение от равновесното положение от засилването (от потенциалната разлика) и управлението на шейната. За това и 90 градуса са постижими , но при 90 градуса няма да има F_N и силите , действащи на шейната няма да се уравновесяват . Също е добре F_ЦБ да е доста по-голямо от mg, за да не се обърне шейната при такова екстремно отклонение.

На графиките е написано g като гравитационно ускорение, а не сила на тежестта, като другите вектори показват сили, или компоненти на сили, което е объркващо, според мен.

Редактирано Януари 28, 2014 от Doris

[Joro-01]

Ми не е ли това положението "по default" дето състезателят ще търпи най много g? Нали в началото - критерия беше с кръгово движение в хориз. равн.

Ако завоят вече е по наклонена равнина тогава може и да се превишат 90°, но състезателят май ще е разтоварен на влизане - даже ще му намалее G (Така ли имаш предвид.. G _{/силата/}=mg_{/земонто ускорение/} ). На излизане от завоя обаче ще се натовари с колкото се е разтоварил при влизане.

Можем и векторите мащабно в някви единици да ги направим като дължина, ама айде сега...

Отговорили сте на Peter, давай си името. Аз засега не съм, че пушиляк само дигах...

[Doris]

Мисля, че ние тука освен че отговаряме, обсъждаме и помежду си, пък авторът на темата да преценява какво му е от полза.

Според мен, има комбинация на задачите за движение по наклонена плоскост и движение по окръжност.

Да, хем разтоварване по правите , хем натоварване по завоите и то голямо.

G - силата на тежестта си е една и съща, променя се натискът - теглото, и реакцията на опората - това, което усещаме.

Когато няма завой има само движение по наклонена плоскост - реакцията на опората е по-малка от G -разтоварване.

Когато има завой - реакцията на опората зависи от скоростта и кривината - голямо натоварване.

Най-голямото натоварване ще стане при комбинация от максимална скорост и най-остър завой плюс компонентите на реакцията на силата на тежестта в равнината , перпендикулярна на скоростта. Може максимума да не е равновесното положение, а ако не се е издигнал още до него.

Редактирано Януари 29, 2014 от Doris

[Минко Илчев]

@Минко Илчев

...

Ако трябва да сумираме ускоренията (или) които са вектори и съответно ще се сумират по правилото на успоредника /паралелограм/ или правилото на триъгълника, което означава че сборът като ще е по-малък от скаларните им сборове (или абс ст-ти), тоест малко ще се разтовари атлетът от това което получихте...

Може като се прибера да го сметна по този алгоритъм.

Да, единствено ако са на една ос скаларното ще е равно на векторното. В случаят не бе отчетено земното ускорение, а само центростремителното. В конкретния случай нямаше голяма разлика.

Peter_Kunstbahn #22

Не мога да цитирам частично!

Графиките наистина са страхотни имам несъгласие за центробежната сила. Направо си няма такава, въпреки че разговорно се ползва много, както и в заглавието. В началото на старта когато няма завой тангенциалната компонента е тази която ускорява тя не претоварва, усещането е само от нормалната компонента на теглото и тя е по-малка от 1 g и колкото е по стръмна пистата е по-малко натоварването .

Земното ускорение не дава претоварване когато тялото е свободно само когато е уравновесена или има някаква реакция, тя ускорява и действа на всички точки от тялото едновременно. Както парашутист при свободно падане, когато скоростта е малка и съпротивлението на въздуха е пренебрежимо малко, той е като в безтегловност и силата на теглото му действа. При достигане от 200 до 300 км/ч силите са в равновесие и натоварването е достига 1 g. При отваряне на парашута има „динамичен удар“. А теглото е било през цялото време постоянно.

Когато е в завой за по просто може да се приеме, че скоростта е постоянна. Претоварването идва само от реакцията на пистата и силата на триене по посока на движение тя е много малка, в напречна посока може да бъде съществена, поради каналите в които се движи. Ъгълът който сключва реакцията спрямо пистата е близък до прав, ако няма триене (в странично направление) задължително е перпендикулярна. Центростремителната сила е векторен сбор на реакцията и тангенциалната компонента на теглото. Претоварването идва от това, че пистата предава на шейната, а тя съответно на състезателя центростремителна сила.

Без чертеж вероятно не е ясно, ще е друг път евентуално!

Коефициента на триенето което е посочено по-горе вероятно е за сухо триене, в случаят имаме наточени ски които поради налягането разтопяват повърхността и служат като смазка. Докато в напречно направление коефициента на триене е стотици и хиляди пъти по-голям, поради това, че се движи в канал.

[Doris]

Много често използваме като синоними понятията "сила на тежестта" и "тегло", защото в инерциална отправна система силата на тежестта и теглото съвпадат по големина. Но те са различни сили и в задачата, която коментираме тук това е от значение. Силата на тежестта - G=m.g е с приложна точка в тялото, за което се отнася и е перпендикулярна на земната повърхност. Теглото е натискът, който тялото оказва върху опора, предотвратяваща падането му и приложната му точка е в опората. От третия закон на Нютон има реакция на опората и ако тя се уравновесява с G, тялото ще е в покой или праволинейно равномерно движение, ако не се уравновесява - тялото ще е пада с ускорение.

Когато няма завой на спускащата се по наклон шейната усещането за олекване е от това, че реакцията на опората е по-малка по големина от обичайната.

Още по-голямо усещане за олекване има при свободното падане при пренебрежимо съпротивление на въздуха. Тогава тегло няма, за това казваме, че има безтегловност. Ако е отворен парашут, обаче нещата се променят. Отново има тегло, равно на силата на тежестта, за това скоростта е постоянна.

При движение на шейната по окръжност и пренебрежимо триене и действат 3 сили - силата на тежестта - G, центробежната сила F_ЦБ и реакцията на опората F_R . При равновесно положение F_R е равна по големина и обратна по посока на сбора от F_ЦБ иG , защото този сбор определя натиска върху пистата. Това означава, че двете мислено отделени компоненти на F_R - F_N иF_ЦС по отделно уравновесяват G и F_ЦБ .

В българската уикипедия не е обяснено добре за теглото, в руската е добре, в английската има двусмисленост според мен.

Редактирано 4, 2014 от Doris