Lösning, Analytisk mekanik, 5C1121, Tentamen,

Relevanta dokument
Mekanik för I, SG1109, Lösningar till problemtentamen,

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 9. Förklaring till dragkraftens storlek är: f

Analytisk mekanik Problemsamling

Vektorer. Avsnitt 1. Ange lägesvektorerna för de två väteatomerna på formen: r = x ˆx + y ˆx

Tentamen i mekanik TFYA16

Lösningar till problemtentamen

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen 8 juni 2011, Svar och lösningsförslag

Tentamen i Mekanik D, TKYY , kl 14:00-19:00

9.1 Kinetik Rotation kring fix axel Ledningar

Tavelpresentation grupp 5E

Lösningar till repetitionstentamen i EF för π3 och F3

Lösningar basuppgifter 6.1 Partikelns kinetik. Historik, grundläggande lagar och begrepp

Lösningar till uppgifter i magnetostatik

Tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 och Modellering och simulering inom fältteori för F3, 29 augusti, 2008, kl

Volum av rotationskroppar. Båglängd, rotationsytor. Adams 7.1, 7.2, 7.3

LÖSNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 4. Masscentrums x-koordinat för den sammansatta kroppen är allmänt. 1 g1 2 g2 3 g3 4 g4.

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY. Omtentamen

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 1 Statik- och partikeldynamik Lösningsförslag

EGENVÄRDEN och EGENVEKTORER

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

13. Energimetoder. r R

Lösningar till tentamen i EF för π3 och F3

1 e x2. lim. x ln(1 + x) lim. 1 (1 x 2 + O(x 4 )) = lim. x 0 x 2 /2 + O(x 3 ) x 2 + O(x 4 ) = lim. 1 + O(x 2 ) = lim = x = arctan x 1

Lösningar till tentamen i EF för π3 och F3

verkar horisontellt åt höger på glidblocket. Bestäm tangens för vinkeln så att

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (TFYA48, 9FY321)

1.1 Sfäriska koordinater

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

Övningstenta Svar och anvisningar. Uppgift 1. a) Hastigheten v(t) får vi genom att integrera: v(t) = a(t)dt

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

1 Föreläsning IX, tillämpning av integral

TMV151/TMV181. Fredrik Lindgren. 19 november 2013

13 Generaliserade dubbelintegraler

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

4 ARBETE OCH ENERGI. 4.1 Inledning. 4.3 Lagen fór kinetiska energin i en dimension. 4.2 Integration av rörelseekvationerna i en dimension

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

Harmonisk oscillator Ulf Torkelsson

Lösningsskiss för tentamen Mekanik F del 2 (FFM521/520)

10. Tillämpningar av integraler

Lösningsförslat ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Tentamen i Mekanik - partikeldynamik

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 25/8 2015

Tentamen för FYSIK (TFYA68), samt ELEKTROMAGNETISM (TFYA48, 9FY321)


Några integraler. Kjell Elfström. x = f 1 (y) = arcsin y. . 1 y 2 Vi låter x och y byta roller och formulerar detta resultat som en sats: cos x = 1

Huvud metod för beräkning av massan för en av en kropp med densiteten ρ ( x, är trippelintegral

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520)

Rätt svar (1p): u A. α β A B. u B. b) (max 3p) I början har endast puck A rörelseenergi: E AB,i = 1 2 m Av 2 A = 1 2 m Au 2 A

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamensskrivning i Mekanik - Dynamik, för M.

TATA42: Föreläsning 11 Kurvlängd, area och volym

SG1140, Mekanik del II, för P2 och CL3MAFY

Komplexa tal. j 2 = 1

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM234 och FFM232)

Analys o 3D Linjär algebra. Lektion 16.. p.1/53

Analytisk mekanik för MMT, 5C1121 Tentamen, , kl

Sidor i boken

19 Integralkurvor, potentialer och kurvintegraler i R 2 och R 3

Tentamen Mekanik MI, TMMI39, Ten 1

24 Integraler av masstyp

Tentamen i mekanik TFYA kl. 8-13

FFM234, Klassisk fysik och vektorfält - Föreläsningsanteckningar

.4-6, 8, , 12.10, 13} Kinematik Kinetik Kraftmoment Vektorbeskrivning Planetrörelse

TATA42: Tips inför tentan

TATA42: Föreläsning 12 Rotationsarea, tyngdpunkter och Pappos-Guldins formler

Generaliserade integraler

Kvalificeringstävling den 2 oktober 2007

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen i Mekanik - Partikeldynamik TMME08

Vilken rät linje passar bäst till givna datapunkter?

Omtentamen i Mekanik I SG1130, grundkurs för CMATD och CL. Problemtentamen

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för fysik LÖSNINGAR TILL TENTAMEN I MEKANIK B För FYP100, Fysikprogrammet termin 2

Kontrollskrivning 3 till Diskret Matematik SF1610, för CINTE1, vt 2019 Examinator: Armin Halilovic Datum: 2 maj

Lösning. (1b) θ 2 = L R. Utgå nu från. α= d2 θ. dt 2 (2)

Lösningsförslag till tentamen i SF1683 och SF1629 (del 1) 23 oktober 2017

Matlab: Inlämningsuppgift 2

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520)

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 4

Hanno Essén Lagranges metod för en partikel

Tentamen i Mekanik I del 1 Statik och partikeldynamik

TATA42: Föreläsning 4 Generaliserade integraler

Tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 och Modellering och simulering inom fältteori för F3, 17 december, 2007, kl. 8 13, lokal: Gasque

Tid läge och accelera.on

TATA42: Föreläsning 4 Generaliserade integraler

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 13. Systemets masscentrum G ligger hela tiden vid axeln. Kraftekvationen för hela systemet:

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 1 Statik och partikeldynamik

Kompletterande formelsamling i hållfasthetslära

Stelkroppsmekanik partiklar med fixa positioner relativt varandra

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 3/6 2017

Tentamen i EITF90 Ellära och elektronik, 28/8 2018

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen T Erlandsson

a sin 150 sin 15 BC = BC AB 1.93 D C 39º 9.0

Tentamen Mekanik MI, TMMI39, Ten 1

Ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

45 o. Mekanik mk, SG1102, Lösningar till problemtentamen, KTH Mekanik

Transkript:

Kungl Teknisk Högskoln 005 03 11 Institutionen för Meknik Lösning, Anlytisk eknik, 5C111, Tenten, 005 03 11 Räkneproble Uppgift 1: En etllring hr ss M och rdie R. En punkt på dess periferi är upphängd i en fix punkt O. IO finns ett lger så tt ringen kn sväng i ett vertiklpln ed försubr friktion kring en ot ringens pln vinkelrät och horisontell xel. På ringen kn en pärl glid ed försubr friktion. Pärln hr ssn. Beräkn vinkelfrekvensern för så svängningr kring jäviktsläget för denn dubbelpendel. O y R M R 1 x Lösning 1: Kinetisk energin blir T = 1 ( MR ϕ 1 + 1 ) v ) där r = Re ρ (ϕ 1 )+Re ρ (ϕ )så derivering och kvdrering ger v = R ( ϕ 1 + ϕ +cos(ϕ 1 ϕ ) ϕ 1 ϕ ), så lltså är T 1 R [( 1+ M ) ϕ 1 + ϕ + ϕ 1 ϕ ], i den kvdrtisk pproxitionen. Potentiell energin blir V = MgRcos ϕ 1 gr[cos ϕ 1 +cosϕ ] V 0 + 1 [( gr 1+ M ) ] ϕ 1 + ϕ. Alltså fås sekulrekvtionen ( ) ( 1+M/ 1 1+M/ 0 R x + gr 1 1 0 1 Dett ger Svr: vinkelfrekvensern blir ω 1 = g R och ω = +M g M R. ) =0

Uppgift : Ett cykelhjul, ed ed ss och tröghetsoent J ed vseende på sin syetrixel, är ontert på en lätt horisontell xel OB ed längden l. Hjulet kn betrkts so tunt. Axeln OB roterr kring vertiklen ed vinkelhstigheten Ω och hjulet roterr kring syetrixeln OB ed vinkelhstigheten ω. Påvståndet från en fix kulled i O psserr OB geno en liten välsord hyls A so påverkr xeln OB edenkrft so är vinkelrät ot xeln. Beräkn denn krft till storlek och riktning. O A B Lösning : Dett proble är s so Exple 5.4 sid. 84 i Chpter 5 (Three diensionl otion of rigid bodies). Byt br d ot och ϕ ot ω. Svr: F = gl JΩω uppåt (o positivt, nnrs neråt förståss).

Uppgift 3: En kloss ed ssn M kn glid längs ett rkt gltt horisontellt spår. Från klossen hänger en stång, ed ss och längd, isinenände. Denn är ledd i klossen så tt stången kn roter i ett vertiklpln so innehåller spåret. När systeet är i vil slås stången till i sin ittpunkt så tt den får en stötipuls I prllell ed spåret. Beräkn klossens frt och stången vinkelhstighet oedelbrt efter slget. M y I x Lösning 3: Kinetisk energin blir T = 1 (M + )ẏ + 1 3 ϕ + 1 ẏ ϕ cos ϕ. Arbetet för den krft F (t) so tidsintegrerd ger I kn skrivs δw = δw y + δw ϕ = Q y dy + Q ϕ dϕ = Fdy+ Fdϕ såttq y = F och Q ϕ =(/)F. De generliserde stötipulsern blir lltså I y = I och I ϕ =(/)I. Lgrnge stötekvtioner (p L/ q = T/ q ) ger således (vid ϕ =0,t=0) p y (t + τ) p y (t) = I y p ϕ (t + τ) p ϕ (t) = I ϕ (M + )ẏ + 1 ϕ = I 3 ϕ + 1 ẏ = I Ur dess kn n lös ut de önskde storhetern. Svr: ẏ = I +4M och ϕ = 6MI (+4M).

Idéproble: Uppgift 4: En for v Lgrnges ekvtioner är d L L =0. dt q q Betrkt fllet ed en prtikel och ntg tt L = T U där rbetsfunktionen U ges v, U = 1 Ω ρ Ωρ ϕ, i cylinderkoordinter (ρ, ϕ, z). Beräkn rörelseekvtionern och tolk dess. Lösning 4: Bild L = T U och få Rörelse ekvtionern blir L = 1 ( ρ + ρ ϕ +ż )+ 1 Ω ρ + Ωρ ϕ. ρ ρ ϕ = ρω +Ωρ ϕ ρ ϕ + ρ ϕ = Ω ρ z = 0 Ihögerleden står här ss gånger ccelertion i cylinderkoordinter, i vänsterleden således generliserde krfter. Tolkningen är tt dett är ekvtionern för en fri prtikel so rör sig reltivt ett syste so roterr kring z-xeln ed vinkelhstigheten Ω. Krftern på prtikeln är således centrifugl och Coriolis krftern. Noter tt n kn skriv o Lgrngefunktionen på följnde for L = 1 [ ρ + ρ (Ω + ϕ) +ż ]. Av denn for frgår tt prtikeln hr en vinkelhstighet Ω även när den är i vil, vilket lltså beror på tt den betrkts från ett roternde koordintsyste. Uppgift 5: Antg tt krftern på ett syste är stor under ycket kort tid, det vill säg, n hr tt gör ed en stöt. En sådn krkterisers v tt läget ändrs försubrt under denn kort tid, en inte hstighetern. Hur kn n npss Lgrnges ekvtioner för systeet så tt de ger svr på hur systeets hstighetstillstånd ändrs vid stöten. Lösning 5: Se Theory of Lgrnges equtions, Avsnitt 9.. vänd

Uppgift 6: En hoogen kub ed ss och sid dels i ått lik kuber. En ny kropp bilds geno tt sju v dess lis ihop igen i de ursprunglig snitten. Beräkn den ny kroppens tröghetstensor ed vseende på ett koordintsyste ed origo i den ursprunglig kubens ittpunkt (sscentru) och ed koordintxlrn prllell ed kubens sidor. Lösning 6: För den ursprunglig kuben hr vi tröghetstensorn På grund v dditivitet gäller även I kub = 1 6 1 0 0 0 1 0 0 0 1 I kub = I kropp + I oktnt där I kropp är den sökt tröghetstensorn för den ny kroppen, och I oktnt är tröghetstensorn för den sknde biten (i en oktnt). Vi hr även tt För en liten (åttondels) kub hr vi I oktnt = I litenkub + Steiner bidrg. I litenkub = 1 ( 6 8 ) 1 0 0 0 1 0 0 0 1 Steiner bidrget är s so för en prtikel ed ssn /8 ochläget r =(/4)e x + (/4)e y +(/4)e z, och blir således: Steiner bidrg = 8, 1/8 1/16 1/16 1/16 1/8 1/16 1/16 1/16 1/8. Vi får lltså tt Dett ger Svr: I kropp = I kub (I litenkub + Steiner bidrg) I kropp = 1 6 7/8 3/64 3/64 3/64 7/8 3/64 3/64 3/64 7/8. Hnno Essén 05 03 11