Помогите решить задачку

Аватар пользователя
Developer
Сообщений: 6978
Зарегистрирован: 05 сен 2006, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение Developer » 06 июл 2007, 17:38

Хорошо, Андрей, да не очень!
Я же не привёл данные o растяжении нити перед обрывом...
Привожу: для определения величины $$\Delta h$$ я взял отрезок нити, изготовил на концах петли, чтобы просунуть шариковые ручки в каждую и c таким расчётом, чтобы расстояние между узлами петель составляло примерно 15..20 см; затем нанёс на расстоянии 12 см от одного из узлов той же ручкой метку на нити и, зафиксировав одну из ручек стал растягивать нить, следя по миллиметровой шкале линейки, подложенной под нить, на какое расстояние переместится отметка в момент достижения обрыва нити. У меня при многократных опытах получилось 1,5..2 см.
Теперь выводы (я, видимо, не дождусь не только независимых результатов, но даже и беспощадной критики, не говоря уже o доброжелательной и конструктивной...):
1) предварительный, в большей части умозрительный, но опирающийся на здравый смысл
- элементарное растительное или искусственное волокно имеет прочность на разрыв при растяжении, которая зависит от величины сечения волокна и природы материала и описывается примерно следующим образом $$F = kS$$, где k - предел прочности материала при растяжении вдоль волокна c размерностью [H/кв. м], a S - сечение волокна;
- в нити многие волокна скручены между собой при прядении, и разрыв при растяжении нити достигается тогда, когда исчерпан весь запас "объёмной рыхлости" скрученных волокон и они практически выпрямляются до достижения минимально возможной величины сечения нити;
- любой фал, любая верёвка, канат или страховка альпиниста также представляют собой множество переплетённых и скрученных иногда весьма причудливым образом элементарных волокон, и разрыв фала, верёвки или страховки наступает также при достижении минимально возможной величины сечения совокупности переплетённых элементарных волокон;
2) любопытно-познавательный, основанный на экскурсии по рынкам, магазинам, школам и детским садам, дачам, местам рыбалки и другим интересным общественным местам
- проверив на практике качество, размеры, форму, способы переплетения и скручивания элементарных волокон в страховочных альпинистских фалах, бельевых верёвках, канатах в школьных спортзалах, тросах в гамаках на дачах, в рыболовных снастях (донки и закидушки, сети и бредни, неводы и тралы?) и потратив на это примерно полдня, прихожу к заключению, что оценка абсолютного удлинения, растяжения, сделанная Андреем весьма сильно занижена (я, например, помню, как в спортзале средней школы преподаватель физкультуры предупреждал нас перед попыткой подтягивания до самого потолка спортзала на канате, возьмитесь как можно выше за канат, подожмите ноги и наверх! И действительно, - канат (сечением не мене 20 кв. см) под тяжестью детско-подросткового тела провисал так, что не всякая девочка могла на нём потом что-либо изобразить, - руки слабые, a ноги ещё неопытные...);
3) главный
- страховочный фал тем надёжнее, чем большее относительное растяжение он допускает и чем большее усилие требуется для для его растяжения на единицу длины, поскольку именно на эту физическую процедуру (работу, по нашему, по-физически) может потребоваться значительная часть кинетической энергии падающего альпиниста, остаток которой от первоначально исходной потенциальной уже не окажется достаточным, чтобы преодолеть сопротивление страховки на разрыв;
3) заключительный и окончательный
- конечно, не надо во всём верить статье "Страховка в горах", - сила рывка несомненно зависит от глубины падения и массы альпиниста, a поэтому любую приобретённую страховку, какие бы не были у неё гарантии, сертификаты соответствия и качества, я бы лично проверил многократно, сбрасывая на ней двукратную массу, эквивалентную массе самого толстого из нашей альпинистской группы, например, c крышы пятого этажа (всего-то пятнадцать-семнадцать метров), предварительно согласовав эксперимент c управдомом, жилкомиссией и участковым милиционером и выставив долженствующее оцепление, предупредительные знаки и ограждения...

Вот так, друзья мои...
Последний раз редактировалось Developer 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
andrej163
Сообщений: 2934
Зарегистрирован: 04 янв 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение andrej163 » 06 июл 2007, 19:40

Я представляю эту проверку на прочность!!!!
Полк солдат ещё надо незабыть!
Это шутка! A к чему это вы всё ведёте?
Последний раз редактировалось andrej163 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

ksm
Сообщений: 13
Зарегистрирован: 03 июл 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение ksm » 06 июл 2007, 19:58

Собственно ответ на вопрос c какой силой будет действовать скалалюга пролетевший метр на веревку так никто и не дал. Допустим из ваших опытов, взять одним концом веревку привязать через динамометр к потолку, на другой конец груз массой в 80 кг и сбросить на метр, два. Сколько покажет стрелка? Или по другому, без веревки. Скалолаз падает на обычные весы. Какой вес он будет иметь при соприкосновении c весами? Всеми второстепенными силами(упругость, жесткость и т.п.) пренебрегаем.
Последний раз редактировалось ksm 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
andrej163
Сообщений: 2934
Зарегистрирован: 04 янв 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение andrej163 » 06 июл 2007, 20:18

Что-то я запутался, и хочу спросить!!!! Умные ответьте!
Скалолаз падает на обычные весы. Какой вес он будет иметь при соприкосновении c весами?

ну я понимаю, будет всё происходить так:
на весы будет действовать только сила, которая была набрана за счёт кинетической энергии
$$\frac {mv^2} {2}=mgh\\v=\sqrt{2gh}\\t=\sqrt{\frac {2h} {g}}\\F=ma=\frac {mv} {t}=\frac {m\sqrt{2gh}} {\sqrt{\frac {2h} {g}}}=mg$$
Допустим из ваших опытов, взять одним концом веревку привязать через динамометр к потолку, на другой конец груз массой в 80 кг и сбросить на метр, два. Сколько покажет стрелка?

вот тут вопрос, что будет действовать на верёвку, правильно ли следующие:
$$v=\sqrt{2gh}\\t=\sqrt{\frac {2h} {g}}\\F=P+ma=2mg$$
но прикол в том, что это дело не зависит от высоты падения!
Ответьте на этот не смышлёный вопрос!
Последний раз редактировалось andrej163 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
kurt
Сообщений: 24
Зарегистрирован: 04 июл 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение kurt » 06 июл 2007, 20:39

ответ Андрею на его вопрос
Ha груз будут действовать две силы: сила тяжести и сила натяжения верёвки. Равнодействующая этих сил вызывает равноускоренное движение груза. По 2-му закону Ньютона получим:$$F=mg-T-ma$$, учитывая ,что ось у направлена вниз
Последний раз редактировалось kurt 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

SFResid
Сообщений: 1803
Зарегистрирован: 07 мар 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение SFResid » 07 июл 2007, 07:29

andrej163 писал(а):Source of the post
M He забывайте редактировать цитату!!! Дивелопер.
A He забывайте редактировать цитату!!! Дивелопер.


Так что из этого всего следует, что-то я никак не пойму???
Сделано, по-моему, всё хорошо!

Верный подход - кинетическая энергия груза должна быть поглощена потенциальной энергией упругой деформации каната (ознакомьтесь, ребята, c основами сопромата). Эта энергия равна F*Δ/2, где Δ - деформация, a F - ДОПУСТИМОЕ усилие, равное Fр/n, где Fр - разрывное усилие, a n - коэффмциент запаса (как минимум 3! - речь o жизни). Таким образом, m*g*h <= F*Δ/2, или m*g*h <= (F^2/k)/2, где k - жёсткость. Ho дело не только в этом - допустим, канат выдержит 10 кН - ну a позвоночник альпиниста выдержит? ведь к нему тоже будет приложено те же 10 кН!. Вывод - страховочный канат д.б. не только прочным, но также и эластичным; k <= (2*m*g*h)/F^2.
Последний раз редактировалось SFResid 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
kurt
Сообщений: 24
Зарегистрирован: 04 июл 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение kurt » 08 июл 2007, 20:29

Мне кажеться,что ответ на первоначально поставленную задачу вот такой:
дожно быть хоть какое-то растяжение тросса $$\Delta$$$$l$$, иначе нельзя будет использовать закон Гука. Груз(человек) будет совершать работу по растяжению тросса , причём сила натяжения прямо пропорцианальна растяжению нити и =>
=>1) $$A=F*\Delta l/2$$ , где $$F$$ - сила нужная для разрыва тросса.
2)Минимальная высота $$h_{min}$$, падая c которой человек разорвёт тросс, определяеться c помощью закона сохранения энергии: $$mgh_{min}=A$$.
Отсюда получаеться $$h_{min}=F*\Delta l/(2mg)$$ .
B принципе так
Последний раз редактировалось kurt 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
andrej163
Сообщений: 2934
Зарегистрирован: 04 янв 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение andrej163 » 08 июл 2007, 20:38

A почему длину растяжения тросса, делим на 2???
Последний раз редактировалось andrej163 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
kurt
Сообщений: 24
Зарегистрирован: 04 июл 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение kurt » 08 июл 2007, 21:19

andrej163 писал(а):Source of the post
A почему длину растяжения тросса, делим на 2???

Я делю не длину тросса на 2,a это получившееся произведение(выражение) //не надо это воспринемать как деление длинны пополам. Надо знать , что сила(F) линено зависит от длинны растяжения , поэтому работа определяеться как площадь треугольника в нужный момент длинны/удлинения l т.e. $$A=(F\Delta l)/2$$ (это площадь получившегося треугольника).
Последний раз редактировалось kurt 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test

Аватар пользователя
andrej163
Сообщений: 2934
Зарегистрирован: 04 янв 2007, 21:00

Помогите решить задачку

Сообщение andrej163 » 08 июл 2007, 21:49

kurt писал(а):Source of the post
andrej163 писал(а):Source of the post
A почему длину растяжения тросса, делим на 2???

Я делю не длину тросса на 2,a это получившееся произведение(выражение) //не надо это воспринемать как деление длинны пополам. Надо знать , что сила(F) линено зависит от длинны растяжения , поэтому работа определяеться как площадь треугольника в нужный момент длинны/удлинения l т.e. $$A=(F\Delta l)/2$$ (это площадь получившегося треугольника).

Я так и подумал, просто у вас в непреобразованном выражение было указано деление длины. Поэтому и спросил! Спасибо, за объяснение!
Последний раз редактировалось andrej163 30 ноя 2019, 14:34, всего редактировалось 1 раз.
Причина: test


Вернуться в «Физика»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 20 гостей