Fysik

Inertimoment og Energi

24. januar 2016 af Rossa - Niveau: Universitet/Videregående

Hej derude. Jeg er i gange med en opgave som lyder svært til mig.
I opgaven har jeg løst sprøgsmål a,b og c som man kan læse hereunder.
Jeg er forvirret over spørgsmål d/e, som jeg har prøvet til at løse.
Vil nogen derude hjælpe med at løse opgaven videre?

Her vedhæfter jeg også en tegning, som demonstrerer opgaven.


To homogene, tynde stænger, A og B, er svejset sammen i en ret vinkel, som vist på figuren. Systemet af de to stænger ophænges i forankringspunktet P i den frie ende af A. Der indlægges et xy-koordinatsystem i planet defineret af de to sammensvejsede stænger med begyndelsespunkt i P. Stangen A har længden
LA = 1.30 m og massen mA = 5.20 kg; stangen B har længden LB = 0.70 m og massen mB = 3.40 kg. Tyngdeaccelerationen er g = 9.8 m/s2 . 


I udgangspositionen hænger stangen A lodret, som vist på figuren.
a) Vis, at systemets tyngdepunkt i det indtegnede xy-koordinatsystem har koordinaterne rCM = (0.14 m, 0.91 m).

b) Bestem vinklen, φ0, mellem stangen A og retningen fra P til tyngdepunktet. Systemet frigøres nu, så det med fri bevægelighed om P svinger i xy-planet omkring ligevægtspositionen. Bevægelsen startes fra hvile fra udgangspositionen, hvor A er lodret.

c) Eftervis, at systemet af de to stænger har inertimomentet I = 9.2 kg m2 for bevæ- gelser omkring P.

d) Bestem svingningstiden for systemet, idet udtrykket hørende til små udsving anses for gyldigt.

Her prøver jeg at takle opgaven på følgende metode.
T=2*\pi * \sqrt{\frac{m*g*d}{I}}   hvor d = \sqrt{(0.14m)^2+(0.91m)^2}= 0.9207062507 m.

T=2*\pi /( \sqrt{\frac{m*g*d}{I}}) = T=2*\pi / ( \sqrt{\frac{8.60kg*9.80 m/s^2*0.0.92m}{9.20kg*m^2}})= 2.16 s
Her er jeg usikkert om hvis sningninstiden er korrekt.......

Næste:

e) Bestem systemets mekaniske energi under svingningen, idet nul-punktet for den potentielle energi defineres ved ligevægtsstillingen.

Her tænker jeg på følgende måde:
E = K+U HVOR K = (1/2)* I \omega^2  hvor \omega =(2*\pi)/T = (2*\pi)/ 2.16 s = 2.90 (rad/s)
så K= (1/2) * (9.20 kg * m2 ) * (2.90 (rad/s))=  38.80 J.

Så vil man IKKE konkludere, at E = Kmax = Umax = 38.80 J.?

På forhånd tak.

 


Svar #1
24. januar 2016 af Rossa

Her er tegningen af opgaven

Vedhæftet fil:Tegning.pdf

Skriv et svar til: Inertimoment og Energi

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.