Перегрузка в стиральной машине

[scattamaskouski]

Какие "перегрузки" испытывает белье в центрифуге стиральной машины диаметром 0,3м при частоте вращения 3000 об/мин?

Мое решение:
n = 3000 об/мин = 50 об/с;
P=m*(g+a);
a = v²/R;
v = 2пR/T = 2*3,14*0,15/50 = 0,02м/с
a = 0,02²/0,15 = 2,4*10^-3;
g*a = 10*2,4*10^-3 = 2,4*10^-2.

Ответ не сошелся.

[si2213]

перегрузка - это отношение веса тела в данном состоянии, в вашей задаче это Р, к его силе тяжести mg. Вы несколько не дорешали задачу.

[scattamaskouski]

А как вычислить вес тела, когда опора движется по окружности?

[si2213]

на прямую вычислить вес тела, скажем так, вообще нельзя. Для этого нужно воспользоваться 3-м законом Ньютона, по которому вес тела (сила, с которой тело действует на опору или подвес) уравновешивается силой реакции опоры. Для определения силы реакции опоры составляете уранение 2-го закона Ньтона для сил, приложенных к телу, из которого и находите силу реакции опоры.
Совет: учите определения, это сильно помогает.

[scattamaskouski]

Для определения силы реакции опоры составляете уранение 2-го закона Ньтона для сил, приложенных к телу, из которого и находите силу реакции опоры.

Извините но все равно не понимаю. Как я найду силу тяжести без массы, и как вычислить силу которая придается вращением барабана, если вектор там постоянно меняется. Если есть какой-то аналогичный пример, то с радостью бы разобрал.

[si2213]

хорошо
скажу сразу перегрузки белья будут разными в верхнй и нижней точках барабана, т. к.направления сил, приложенных к белью в этих точках будут направлены по разному. Расмотрим самую нижнюю точку. В ней на бельё действуют силы: тяжести mg - направлена вниз; сила реакции опоры N - направлена вверх. Под действием этих сил тело движется  в данной точке траектории с центростремительным ускорением ац= V^2/R. По 2-му закрну Ньютона в проекции на ось У имеем уравнение m*ац=N-m*g. Откуда N = m*g + m*ац. Тогда по 3-му закону Ньютона вес Р=N=m*g + m*ац  и искомая перегрузка: Р/m*g = 1+ац/g. Как видите для решения задачи масса не нужна.
Совет: страйтесь делать решение без промежуточных вычислений, т.е. в "буквенном" виде, и рассуждайте не формулами, а физическими понятиями, тогда задачи будет решать интереснее, т.к. они станут решаться, а вы перестанете с ими мучаться.
Удачи.

[scattamaskouski]

Спасибо. Теперь подучилось. Однако на осмысленном уровне остался вопрос. А в других точках вращения, нужно просто N находить под углом, а силу тяжести по прежнему без угла рассчитывать?

[si2213]

Да, конечно. Сила реакции опоры всегда перпендикулярна опорной поверхности и эта поверхность может занимать различные пространственные положения, например вертикальная стена или потолок, не только горизонтальная или наклонная поверхности. А сила тяжести, она же сила тяготения или сила гравитационного притяжения всегда будет направлена к центру Земли, в обычных задачах вниз..

[настя133]

хорошо
скажу сразу перегрузки белья будут разными в верхнй и нижней точках барабана, т. к.направления сил, приложенных к белью в этих точках будут направлены по разному. Расмотрим самую нижнюю точку. В ней на бельё действуют силы: тяжести mg - направлена вниз; сила реакции опоры N - направлена вверх. Под действием этих сил тело движется  в данной точке траектории с центростремительным ускорением ац= V^2/R. По 2-му закрну Ньютона в проекции на ось У имеем уравнение m*ац=N-m*g. Откуда N = m*g + m*ац. Тогда по 3-му закону Ньютона вес Р=N=m*g + m*ац  и искомая перегрузка: Р/m*g = 1+ац/g. Как видите для решения задачи масса не нужна.
Совет: страйтесь делать решение без промежуточных вычислений, т.е. в "буквенном" виде, и рассуждайте не формулами, а физическими понятиями, тогда задачи будет решать интереснее, т.к. они станут решаться, а вы перестанете с ими мучаться.
Удачи.

А как найти перегрузку, если будем рассматривать самую верхнюю точку барабана?

[si2213]

найти силу реакции опры в этой точке и поделить её на силу тяжести