Теоретическое описание работы
Маховое колесо приводится во вращение грузом, прикрепленным к шнуру, который наматывается на шкив махового колеса. Когда груз находится на высоте , он обладает потенциальной энергией . В результате движения груза до полного разматывания шнура потенциальная энергия расходуется на преодоление силы трения в опоре колеса и на увеличение кинетической энергии поступательного движения груза и вращательного движения махового колеса. Согласно закону сохранения энергии:
, (1)
|
Силу трения в опоре махового колеса вычисляем также на основании закона сохранения энергии, зная высоту , на которую поднимается груз после полного разматывания шнура,
, (2)
где в левой части уравнения разность потенциальных энергий груза на высоте и , в правой части - работа, затраченная на преодоление силы трения в опоре. Из (2) находим силу трения
. (3)
Учитывая, что движение груза равноускоренное, его скорость в момент полного разматывания будет равна , где - время разматывания груза,
- ускорение, с которым движется груз. Принимая во внимание, что высота, с которой опускается груз без начальной скорости, определяется получим для скорости груза . Подставляя полученные выражения для силы трения в опоре, скорости груза на нулевой высоте и угловой скорости ( - радиус шкива) в соотношение (I), после соответствующих преобразований получим выражение для момента инерции махового колеса
. (4)
Следует запомнить, что рабочая формула для определения момента инерции махового колеса получается на основании закона сохранения механической энергии.
Выражение (4) является рабочей формулой в данной работе.
Дата добавления: 2015-10-06; просмотров: 703;