Var ligger tyngdkrafternas enkraftsresultant? Totala tyngdkraftmomentet (mätt i origo) för kropp bestående av partiklar: M O. # m j.

Relevanta dokument
" = 1 M. ( ) = 1 M dmr. KOMIHÅG 6: Masscentrum: --3 partiklar: r G. = ( x G. ,y G M --Kontinuum: ,z G. r G.

KOMIHÅG 3: Kraft är en vektor med angreppspunkt och verkningslinje. Kraftmoment: M P. = r PA

KOMIHÅG 10: Effekt och arbete Effekt- och arbetslag Föreläsning 11: Arbete och lagrad (potentiell) energi

Mer Friktion jämviktsvillkor

KOMIHÅG 2: Kraft är en vektor med angreppspunkt och verkningslinje. Kraftmoment: M P. = r PA

. Bestäm för denna studs stöttalet e! Lösning: Energiprincipen för bollens fall ner mot underlaget ger omedelbart före stöt:

Introhäfte Fysik II. för. Teknisk bastermin ht 2018

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

" e n Föreläsning 3: Typiska partikelrörelser och accelerationsriktningar

Inre krafters resultanter

Definitioner: hastighet : v = dr dt = r fart : v = v

Om den lagen (N2) är sann så är det också sant att: r " p = r " F (1)

Introduktion till Biomekanik - Statik VT 2006

Tentamen i Mekanik 5C1107, baskurs S2. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik I SG1130, baskurs P1 och M1. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmede förutom rit- och skrivdon får användas!

Uppgifter till KRAFTER

Newtons 3:e lag: De par av krafter som uppstår tillsammans är av samma typ, men verkar på olika föremål.

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 4

= v! p + r! p = r! p, ty v och p är dt parallella. Definiera som en ny storhet: Rörelsemängdsmoment: H O

" e n och Newtons 2:a lag

Andra EP-laborationen

Tentamen i delkurs 1 (mekanik) för Basåret Fysik NBAF00

Uppgifter till KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell

Tentamen i Mekanik Statik

Tentamen i Mekanik SG1107, baskurs S2. Problemtentamen

6.3 Partikelns kinetik - Härledda lagar Ledningar

FÖRBEREDELSER INFÖR DELTENTAMEN OCH TENTAMEN

university-logo Mekanik Repetition CBGA02, FYGA03, FYGA07 Jens Fjelstad 1 / 11

Målsättningar Proffesionell kunskap. Kunna hänvisa till lagar och definitioner. Tydlighet och enhetliga beteckningar.

Övningar Arbete, Energi, Effekt och vridmoment

NEWTONS 3 LAGAR för partiklar

Stelkroppsmekanik partiklar med fixa positioner relativt varandra

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs P1 m fl. Problemtentamen OBS: Inga hjälpmedel förutom rit- och skrivdon får användas!

Tentamen i Fysik TEN 1:2 Tekniskt basår

Laboration 2 Mekanik baskurs

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

Tentamen i delkurs 1 (mekanik) för Basåret Fysik NBAF00

KONTROLLSKRIVNING. Fysikintroduktion för basterminen. Datum: Tid: Hjälpmedel:

Övningar för finalister i Wallenbergs fysikpris

KOMIHÅG 18: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n. x j,

Tentamen i SG1140 Mekanik II. Problemtentamen

9.1 Kinetik Rotation kring fix axel Ledningar

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Problemtentamen. = (3,4,5)P, r 1. = (0,2,1)a F 2. = (0,0,0)a F 3. = (2,"3,4)P, r 2

Obs: Använd vektorstreck för att beteckna vektorstorheter. Motivera införda ekvationer!

Föreläsning 10: Stela kroppens plana dynamik (kap 3.13, 4.1-8) Komihåg 9: e y e z. e z )

KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell

Introduktion till Biomekanik - Statik VT 2006

(Eftersom kraften p. g. a. jordens gravitation är lite jämfört med inbromsningskraften kan du försumma gravitationen i din beräkning).

Introduktion till Biomekanik - Statik VT 2006

Biomekanik, 5 poäng Jämviktslära

SG1108 Tillämpad fysik, mekanik för ME1 (7,5 hp)

Tentamen i Mekanik Statik TMME63

6.2 Partikelns kinetik - Tillämpningar Ledningar

Krafter och moment. mm F G (1.1)

Föreläsning 2,dynamik. Partikeldynamik handlar om hur krafter påverkar partiklar.

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM521 och 520)

KOMIHÅG 12: Ekvation för fri dämpad svängning: x + 2"# n

Repetion. Jonas Björnsson. 1. Lyft ut den/de intressanta kopp/kropparna från den verkliga världen

Kapitel extra Tröghetsmoment

Tentamensskrivning i Mekanik, Del 2 Dynamik för M, Lösningsförslag

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 1 Statik och partikeldynamik

KRAFTER. Peter Gustavsson Per-Erik Austrell

Grundläggande om krafter och kraftmoment

Laboration 2 Mekanik baskurs

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

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

Målsättningar Proffesionell kunskap om mekanik. Kunna hänvisa till lagar och definitioner. Tydlighet och enhetliga beteckningar.

9.2 Kinetik Allmän plan rörelse Ledningar

Lösningsförslat ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

Introduktion till Biomekanik - Statik VT 2006

LEDNINGAR TILL PROBLEM I KAPITEL 14. Kroppen har en rotationshastighet. Kulan P beskriver en cirkelrörelse. För ren rotation gäller

Tentamensskrivning i Mekanik - Dynamik, för M.

Biomekanik Belastningsanalys

Repetition Mekanik, grundkurs

2.2 Tvådimensionella jämviktsproblem Ledningar

7,5 högskolepoäng. Provmoment: tentamen. Tentamen ges för: Högskoleingenjörer årskurs 1. Tentamensdatum: Tid:

ID-Kod: Program: Svarsformulär för A-delen. [ ] Markera om du lämnat kommentarer på baksidan.

Tentamen i SG1140 Mekanik II för M, I. Problemtentamen

STOCKE OLMS UNIVERSITET FYS IKUM

Tentamen i Mekanik Statik TMME63

Tentamen i Mekanik Statik

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen Mekanik F del 2 (FFM520)

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamensskrivning i Mekanik (FMEA30) Del 2 Dynamik

Biomekanik, 5 poäng Moment

TFYA16: Tenta Svar och anvisningar

Tentamen i Mekanik SG1102, m. k OPEN. Problemtentamen

VSMA01 - Mekanik ERIK SERRANO

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamen i Mekanik SG1130, baskurs. Problemtentamen

Tentamen i SG1140 Mekanik II för M, I. Problemtentamen

Tentamen i Mekanik för D, TFYY68

Föreläsning 17: Jämviktsläge för flexibla system

/ ^'u*/ Vridmoment. Extrauppgifter. version 0.11 [131110]

Föreläsning 5: Acceleration och tidsderivering (kap ) . Sambandet mellan olika punkters hastigheter i en stel kropp: v A

Transkript:

1 KOMIHÅG 4: --------------------------------- Enkraftsresultantens existens. Vanliga resultanter vid analys av jämvikter. Jämviktsanalys: a) Kraftanalys - rita+symboler b) Jämviktslagar- Euler 1+2 c) Beräkningar Föreläsning 5: MASSCENTRUM Diskret eller kontinuerlig fördelning av tyngdkrafter: Masscentrum en balanspunkt för vridningar: Kroppen kan ha olika orienteringar, men en axel genom en viss punkt (masscentrum) lämnar kroppen i vila. b) a) a) mg mg Streckade linjer är enkraftsresultantens verkningslinjer för två olika kroppsorienteringar a) och b).

Var ligger tyngdkrafternas enkraftsresultant? Totala tyngdkraftmomentet (mätt i origo) för kropp bestående av partiklar: M O = " r j # m j g = " m j r j ( ) # g. Det finns enkraftsresultant eftersom alla enskilda kryssprodukter och det totala momentet M O "g. Dvs, alla krafter och även kraftsumman är ortogonala mot M O. Ersätt alla tyngkrafter med en total tyngdkraft mg i någon punkt r G så att M O = r G " mg, eller om vi flyttar massan i formeln: M O = mr G " g. Vi ser att överensstämmelse med 2 sidans första formel kräver r G = -- Punktpartiklar "m j r j m. "m j r j r G = ( x G,y G,z G ) = m. -- Kontinuerlig massfördelning: Massan M är fördelad inom volymen V. ( ) = 1 M dmr r G = x G,y G,z G " = 1 M M " dm dv r dv V För homogena föremål är densiteten konstant (lika med M/V) och kan flyttas utanför integralen, dvs r G = ( x G,y G,z G ) = 1 " dm M dv r dv = 1 " V r dv (homogent) V V

Masscentrum för sammansatta kroppar: Ibland sätts enkla kroppar ihop till något mer komplicerat. För sammansatta kroppar: "( m) j r gj j r G =, ( m) j " j där de enkla delkropparnas masscentra (numrerade med index j) antas ha kända lägen r gj, eller för kontinuerlig massfördelning av kända masselement: r G = 1 M " dmr. g M 3 Exempel: Kontinuerliga massfördelningar kan ibland ses som en mängd ihopklistrade strimlor av samma form. a) En rektangel kan ses som en packe av tunna raka remsor. b) En cirkulär skiva kan ses som en packe av tunna cirkulära remsor.

4 Jämviktsproblem Problem: Betrakta en smal, homogen balk i jämvikt som är infäst i en betongvägg. Den synliga delen av balken har längd L och massa m. Studera det inre momentet i ett snitt på avståndet x från väggen. Lösning: Vi frilägger den högra (fria) delen av balken. M R L-x W Eftersom de enda yttre krafterna på yttre delen av balken, representerade av tyngdkraftens resultant # W = m $ % L ( L " x) & '( g, är vertikala kan vi från början ansätta en inre vertikal tvärkraftsresultant R, samt ett inre moment M. För momentjämvikt av yttre delen av balken med avseende på snittpunkten fås M + 1 ( 2 L " x $ ) mg L # ( L " x ' & )) = 0, dvs % ( M = " 1 mg ( 2 L L " x ) 2, (dvs moturs) Det inre momentet ökar kvadratiskt in mot infästningen!!

5 P r Problem Ett homogent halvcylinderskal hålls i jämvikt på ett horisontellt underlag med ett horisontellt snöre. Bestäm den friktionskraft som behövs för en given lutningsvinkel ". Ledtråd: Masscentrums läge är beläget på avståndet 2r/ " från skalets centrum längs tvärsnittets symmetrilinje. Redovisa införda beteckningar.

6 Lösning Vi inför beteckningar enligt figuren. Jämvikt kräver: N = mg och P = F µ. Momentjämvikt med avseende på cirkelcentrum ger dessutom: $ 2 ' & rmg # rp) sin* # rf %" ( µ = 0 dvs F µ = 2mgsin" #(1+ sin").,

7 KOMIHÅG 5: --------------------------------- Masscentrum: --3 partiklar: r G = ( x G,y G,z G ) = m r + m r + m r 1 1 2 2 3 3 M --Kontinuum: ( ) = 1 M dmr r G = x G,y G,z G ---------------------------------- " = 1 M M " dm dv r dv Föreläsning 6: FRIKTION Friktionsmotstånd uppstår mellan fasta kroppar som glider mot varandra om inte ytorna är glatta. Friktion kan även uppstå om en kropp rör sig i en gas eller vätska. Viskös friktion uppstår på grund av rörelse i vätska eller gas. En 'bromsande' viskös friktion som ökar med hastigheten ges av F = "cv. Konstanten c beror av kontaktytans form och typ av vätska (gas) bland annat. Exempel: Vid 'fritt' fall uppnås en gränshastighet. v gräns = mg c Luftmotståndet ökar tills en V jämvikt inställer sig!

8 Coulomb (torr) friktionskraft uppstår vid kontakt mellan två fasta kroppar: N F µ P mg Friktionskraften F µ motverkar rörelse till en viss gräns: --Friktionstalet är en materialkonstant.

9 Problem: En kraft av 700 N appliceras snett enligt figuren på ett stationärt, massivt 100-kilos block. Bestäm friktionskraften. Lösning: Frilägg blocket! Ställ upp jämviktsekvationerna och kolla om blocket kan ha förblivit stationärt. N P F µ mg! P cos30 o " F µ = 0 # N + Psin 30 o " mg = 0 Vi får det orimliga resultatet: F µ N = cos30 o # 0.96 > µ mg/ P "sin30 o Det rör sig alltså om glidning längs marken med bromsande friktionskraften F = µn = 0.8" 631N # 505 N

10 Problem: En smal homogen stav med längd L och massa m skall placeras lutande mot en vertikal vägg. Beräkna den maximala lutningsvinkeln om både väggens och golvets friktionstal är µ. F 2 N 2! W N 1 F 1 Lösning: I gränsen då det börjar glida är båda friktionskrafterna maximala (i förhållande till sina respektive normalkrafter). Jämviktsekvationerna blir i gränsfallet:! N 2 " µn 1 = 0 samt # µn 2 + N 1 " W = 0 Vi löser de här ekvationerna för att få den kritiska lutningsvinkeln:! = tan "1 # 2µ & % $ 1" µ 2 ( '

Problem: Vad kommer att hända här?? 2d F G W d N s P 11 Lösning: Frilägg och analysera som förut, men tag hänsyn även till momentjämvikten. Jämvikt kräver dels: F = P cos30o N = W! Psin 30 o dels G) Ns " Fd = 0 Nu är det två rimlighetsvillkor som inte uppfylls F 1) Ej glidning: N < µ s. (ej uppfyllt!) 2) Ej stjälpning: s = F N d < d. (ej uppfyllt!) 2 Kommer blocket att stjälpa, glida, eller bådadera?

12 P r Problem Ett homogent halvcylinderskal hålls i jämvikt på ett horisontellt underlag med ett horisontellt snöre. På gränsen till glidning finns ett samband mellan lutningsvinkeln och det statiska friktionstalet. Bestäm detta. Undersök speciellt fallet att lutningsvinkeln är π/2. Ledtråd: Masscentrums läge är beläget på avståndet 2r/ " från skalets centrum längs tvärsnittets symmetrilinje. Redovisa införda beteckningar.

13 Lösning! P 2r/π r mg N µ S N Vi inför beteckningar enligt figuren. Masscentrum kan vi utantill. Jämvikt på gränsen till glidning ger omedelbart: N = mgoch P = µ S mg. Momentjämvikt med avseende på cirkelcentrum ger dessutom: $ 2 ' & rmg # rp) sin* # rµ %" ( S mg = 0, dvs µ sin" = S 2 # $ µ S. För att speciellt kunna erhålla sin" =1, krävs minst friktionstalet: µ S = 1 "