Автомобильные рессоры могут иметь жесткость порядка 2 • 104 Н/м. Каков будет период колебаний, если на рессоры упадет груз массой 500 кг?

Последние вопросы

• Физика

  12 минут назад

  Помогите ка срочняком 15 минут осталось 30 баллов дам

• Физика

  12 минут назад

  Поддержка срочно помогите 30 баллов дам

• Физика

  12 минут назад

  На рисунке изображено магнитное поле проводника с током А) по какому правилу можно определить Направление силовых линий магнитного поля Б)Сформулируйте это правило С) Куда направлен ток на рисунке если силовые линии магнитного поля направлены по часовой стрелке СРОЧНО ДАЮ 100 БАЛЛОВ!!!111!!!1

• Физика

  17 минут назад

  3. Рассчитайте давление воды на глубине 4 м.через дано​

• Физика

  22 минут назад

  поезддеги жургунчу вагондун ичинен горизонталь багытта таш ыргытат таш кайсыл мезгизде жерге тезирээк тушот​

• Физика

  22 минут назад

  Как правильно писать Ёлка или елка?

• Физика

  27 минут назад

  вес тела в воздухе 25 H, а в воде 15 Н. каков объем тела? ​

• Физика

  27 минут назад

  Тело массой 100 г подвешено на пружине жесткостью 10 Н/м. Каков период колебаний этой системы? ​

• Физика

  32 минут назад

  На рисунке изображена электрическая цепь А)начертите схему электрической цепи Б)запишите показание амперметра с учётом погрешности прибора С) Запишите показания вольтметра с учётом погрешности прибора Д)Определите сопротивление резистора СРОЧНО ДАЮ 100 БАЛЛОВ!1!!!111

• Физика

  32 минут назад

  На рисунке изображено магнитное поле проводника с током А) по какому правилу можно определить Направление силовых линий магнитного поля Б)Сформулируйте это правило С) Куда направлен ток на рисунке если силовые линии магнитного поля направлены по часовой стрелке СРОЧНО ДАЮ 100 БАЛЛОВ!!!111!!!1

• Физика

  32 минут назад

  ёмкость конденсатора колебательного контура 300 нФ, индуктивность катушки 3мГн. Максимальная сила тока в катушке 2 А. определение период электромагнитных колебаний , собственную частоту, циклическую частоту энергию электрического поля помогите пожалуйста ​

• Физика

  37 минут назад

  Первый резистор с сопротивлением R1=3ом подключен последовательно к двум резисторам соединённым паралельно. Сопротивление второго резистора R2= 4Ом и третьего R3=6 Ом А) начертите схему смешанного соединения Б)Определите общее сопротивление С) Определите силу тока в цепи и в третьем резисторе если общее напряжение 54 В Д) Определите мощность и работу тока за 20 мин СРОЧНО ДАЮ 100 БАЛЛОВ!!!!11!!

• Физика

  52 минут назад

  Вес человека 100Н. Какова его масса? ​

• Физика

  1 час назад

  Сопротивление нихромового провода при 0°С равно 4 Ом. Найдите его сопротивление при 50°C, если температурный коэффициент сопротивления нихрома Пж помогите пожалуйста!!

• Физика

  1 час назад

  помагите срочно даю 50 балов​

Все предметы

Выберите язык и регион

English

United States

Polski

Polska

Português

Brasil

English

India

Türkçe

Türkiye

English

Philippines

Español

España

Bahasa Indonesia

Indonesia

Русский

Россия

How much to ban the user?

1 hour 1 day 100 years

Решение задач по теме «Механические колебания»

Материал опубликовала

19

#9 класс #Физика #Методические разработки #Урок #Учитель-предметник #Школьное образование #УМК А. В. Пёрышкина

План- конспект урока физики в 9 классе

Решение задач по теме « Механические колебания»

Цель урока: Закрепить основные понятия, формулы, продолжить формирование навыков решения задач.

Ход урока.

1.Орг. момент

Урок начинаем со стихотворения Н.А.Заболоцкого «Утро»

Рожденный пустыней,

Колеблется звук,

Колеблется синий

На ветке паук.

Колеблется воздух,

Прозрачен и чист,

В сияющих звездах

колеблется лист.

-Скажите, о чем сегодня пойдет речь? (о колебаниях)

2.Повторение.

1)Исключите лишнее:

А)амплитуда, период, частота, маятник;

Б) Гц, с-1; с;

В) …=1/Т; …=n/t; …= ; …=…=

( ответ: …= )

 

2)Найдите ошибку.

А) а=F/m ; Б) Т= ; В)Т= n/t; Г) v= n/t .

( ответ: Б)

3) Подберите обобщающее слово

А) колебания- …. (обобщающее слово-движение)

Б) период-….. (время)

В) частота-… (число колебаний)

Г) секундомер-… (прибор)

4)Рассыпанное предложение

Приближенно, или, движения, колебания, точно, которые ,это, повторяются.

5)Выделите из прибора устройство, связанное с колебательным процессом:

С М Е А К Я У Т Н Н Д И О К М Е Р

( секундомер, маятник)

3.Решение задач.

1) На рисунке представлена зависимость координаты центра шара, подвешенного на пружине ,от времени. Определите период и частоту колебаний.

Ответ: 4с; 0,25Гц.

2)Амплитуда свободных колебаний тела равна 0,5м.Какой путь прошло это тело за 5 периодов колебаний?

Ответ: 10м.

 

3) Ворона за 3 мин каркнула 45 раз. Вычислите частоту и период раскрывания клюва вороны.

Ответ: 0,25Гц, 4с.

4) У одного очень болтливого мальчишки язык за 10 мин совершил 2400 колебаний. Вычислите частоту и период колебаний языка этого болтуна.

Ответ: 4Гц; 0,25с

5)Автомобильные рессоры могут иметь жесткость порядка 2·104 Н/м. Каков будет период колебаний, если на рессоры упадет груз массой 500 кг?

Ответ: 1с.

4.Итог урока.

5.Рефлексия.

На столах у учащихся листочки с началами фраз.

Допишите предложения:

– сегодня я узнал(а)…

– было трудно…

– я понял(а), что…

– я научился(лась)…

– я смог(ла)…

– было интересно узнать, что…

– меня удивило…

– мне захотелось узнать

 

 

 Литература и интернет –ресурсы

1.Громцева, О.И.Контрольные и самостоятельные работы по физике.9класс: к учебнику А.В.Перышкина, Е.М. Гутник «Физика 9 класс» / О.И. Громцева.-2-у исправл.-М.:Издательство «Экзамен»,2010

2.Сборник задач по физике: Для 10-11кл.общеобразоват.учреждений/ Сост.Г.Н.Степанова.-8-е изд.- М.:Просвещение,2002.

http://www.pedsovet.pro /

Опубликовано 26.06.17 в 14:19

власова Наталья Николаевна, 06.07.17 в 11:06 4ОтветитьПожаловаться

Спасибо за идею “рассыпанное предложение”.

Горбачёва Марина Юрьевна, 17.09.18 в 15:01 5ОтветитьПожаловаться

Интересная работа!

Трефилова Раиса Поликарповна, 12.01.19 в 20:55 5ОтветитьПожаловаться

Спасибо за представленный опыт работы!!!

Горбачёва Марина Юрьевна, 13.01.19 в 06:54 1ОтветитьПожаловаться

Задач много не бывает!

Чтобы написать комментарий необходимо авторизоваться.

Скорость вращения колес и жесткость шасси при крене – как отрегулировать и настроить подвеску Секреты

Скорость вращения колес

Скорость вращения колес фактически представляет собой жесткость пружины при измерении на колесе, а не на пружине. Важно понимать скорость вращения колес автомобиля для расчета жесткости пружин и понимания динамики автомобиля.

Скорость вращения колеса с винтовой пружиной

Чтобы рассчитать скорость вращения колеса, нам нужно знать несколько вещей:

• Коэффициент установки
• Весенняя скорость
• Угол заслонки от вертикали (показан на изображении ниже)

Некоторые амортизаторы установлены вертикально, если смотреть спереди, но под углом, если смотреть сбоку, как показано на рисунке ниже. Вместо этого следует использовать этот угол от вертикали, если это так.

Затем эти 3 фактора можно использовать в приведенном ниже уравнении для расчета скорости вращения колеса автомобиля.

Где:

• Kwheel = скорость вращения колеса
• К = Коэффициент пружины
• IR = Коэффициент установки
• Φ = Угол заслонки от вертикали.

Таким образом, используя приведенные ниже примерные значения, мы можем рассчитать скорость вращения колеса для нашего автомобиля:

• K = 61484 Н/м
• ИК = 0,6
• Φ = 10 градусов

Следовательно:

Итак:

Это значение для одной из ваших осей (передней или задней). Теперь повторите описанный выше процесс, чтобы рассчитать скорость вращения колеса для другой оси. Например, выше мы использовали коэффициенты установки передних пружин и коэффициенты установки передних койловеров. Теперь это нужно переделать с нашими коэффициентами задних пружин и коэффициентами установки задних койловеров, чтобы рассчитать коэффициент нашего заднего колеса.

Это наше значение скорости вращения колеса при движении по ухабам. Чтобы рассчитать скорость вращения нашего колеса в крене, мы должны теперь рассчитать скорость вращения нашего стабилизатора поперечной устойчивости.

Скорость вращения колеса стабилизатора поперечной устойчивости

При рассчитанной на первом этапе жесткости пружины стабилизатора поперечной устойчивости мы получаем значение в Н/м. Следовательно, мы можем представить это в том же уравнении, что и для винтовых пружин, чтобы получить скорость вращения стабилизатора поперечной устойчивости. Уравнение:

Где:

• Kwheel = скорость вращения колеса
• K = Коэффициент пружины стабилизатора поперечной устойчивости
• IR = Коэффициент установки стабилизатора поперечной устойчивости
• Φ = Угол звена от вертикали (показан на изображении ниже)

Таким образом, используя приведенные ниже примерные значения, мы можем рассчитать скорость вращения колеса для нашего автомобиля:

• K = 36448 Н/м
• ИК = 0,81
• Φ = 0 градусов

Следовательно:

Итак:

Это значение для одной из ваших осей (передней или задней). Теперь повторите описанный выше процесс, чтобы рассчитать скорость вращения колеса для другой оси. Например, выше мы использовали коэффициент пружины переднего стабилизатора поперечной устойчивости и коэффициент установки переднего стабилизатора поперечной устойчивости. Теперь это необходимо переделать с нашей жесткостью пружины заднего стабилизатора поперечной устойчивости и коэффициентом установки заднего стабилизатора поперечной устойчивости, чтобы рассчитать скорость нашего заднего колеса.

Жесткость шасси при крене

Рассчитав коэффициенты колес для цилиндрических пружин и стабилизаторов поперечной устойчивости, мы можем теперь рассмотреть расчет поперечной жесткости нашего шасси. Когда автомобиль поворачивает, подрессоренная масса вращается вокруг оси крена между осями и валками. Следовательно, кузов автомобиля катится под углом, в то время как оба колеса соприкасаются с землей, вызывая изменение высоты дорожного просвета (теоретически). Следовательно, мы знаем, что при заданном вертикальном перемещении колеса оно будет испытывать определенное усилие пружины. Однако чего мы пока не знаем, так это того, какое усилие пружины будет создаваться при заданном крене кузова.

Таким образом, нам нужно добавить ширину колеи автомобиля вместе с заданной величиной крена, чтобы вычислить жесткость автомобиля при крене.

На приведенной ниже диаграмме показан автомобиль, испытывающий крен под углом (A) с шириной колеи (t).

Вертикальное смещение колес при заданном крене кузова напрямую зависит от ширины колеи автомобиля. В приведенном ниже уравнении используется тригонометрия для определения взаимосвязи между шириной колеи и вертикальным смещением колеса.

Где:

• Φ=Угол крена автомобиля
• T = Ширина гусеницы

Следовательно, для 1 градуса крена автомобиля с шириной колеи 1,4 м:

Для проверки правильности умножьте ответ на 1000, чтобы увидеть его в миллиметрах, что в данном случае составляет 12,21 мм, что звучит примерно так.

Когда автомобиль находится в крене, стабилизатор поперечной устойчивости и спиральная пружина работают вместе, создавая общую жесткость. Поскольку они работают параллельно, мы можем использовать уравнение параллельной пружины, чтобы объединить две скорости вращения колеса, чтобы сделать их одной скоростью вращения колеса, используя приведенное ниже уравнение.

Таким образом, используя приведенный выше пример значений скорости вращения колес, получаем:

С этим значением комбинированной скорости вращения колес в крене мы также можем использовать ширину колеи автомобиля и ввести значения в приведенное ниже уравнение, чтобы создать жесткость шасси по крену на градус крена. Это делается с помощью следующего уравнения:

Итак:

До сих пор мы наблюдали только одну ось. Теперь мы можем рассчитать продольную жесткость переднего и заднего шасси, а затем общую жесткость шасси для этого автомобиля. Цифры, использованные выше, относятся к передним пружинам и стабилизатору поперечной устойчивости, поэтому мы эффективно рассчитали боковую жесткость переднего шасси. Чтобы рассчитать боковую жесткость задней части шасси, введите значения задней части в приведенные выше уравнения. Цифры, которые вам, возможно, придется изменить:

• Ширина колеи — это связано с тем, что некоторые автомобили имеют разную ширину передней и задней колеи
• Coilover Wheel Rate — это значение должно было быть рассчитано в первой секции и для задней части, поэтому просто введите это значение для скорости заднего спирального колеса.
• Скорость колеса стабилизатора поперечной устойчивости — Опять же, это должно было быть рассчитано в первом разделе, поэтому введите значение скорости колеса заднего стабилизатора поперечной устойчивости.

Для целей этого примера у нас есть заднее колесо со спиральной пружиной с коэффициентом 28125 Н/м и заднее колесо со стабилизатором поперечной устойчивости с коэффициентом 25326 Н/м. Наша ширина колеи остается прежней для задней части. Это дает следующее уравнение для поперечной жесткости заднего шасси:

Теперь мы можем сложить эти два значения поперечной жесткости вместе, так как они работают параллельно, чтобы получить общую жесткость шасси для этого автомобиля.

Жесткость шасси

Теперь, когда мы рассчитали жесткость шасси при крене, нам нужно посмотреть на жесткость шасси. Все приведенные выше расчеты основаны на предположении, что шасси является жестким и имеет минимальный изгиб. Жесткость шасси — это сопротивление шасси изгибу или скручиванию в динамических условиях. Один из способов рассмотрения жесткости шасси — рассматривать его как одну большую пружину; пружина, соединяющая переднюю и заднюю системы подвески, а также левую и правую системы подвески. Добавление этой пружины в уравнение вводит несколько более сложных уравнений, чтобы попытаться приблизиться к характеристикам пружины для вашего автомобиля.

С помощью соответствующего оборудования можно измерить жесткость шасси вашего автомобиля. На изображении выше показана профессиональная установка для расчета жесткости шасси, но она очень дорогая в использовании и намного дороже при покупке. Оборудование, необходимое для сборки своими руками:

• 2 Веса
• 2 домкрата
• Рама шасси
• Колесные подставки (лезвия ножей)
• Циферблатные индикаторы (около 6)
• Опорные цепи

На приведенной ниже схеме от Milliken and Milliken показано, как все эти детали можно собрать на автомобиле, чтобы сформировать стенд для испытаний на жесткость шасси.

Все амортизаторы должны быть заблокированы прочными и чрезвычайно жесткими сменными стержнями. Раму необходимо подвесить к автомобилю на высоте, при которой циферблатные индикаторы находятся в центре своего диапазона и соприкасаются с порогами автомобиля на одинаковой высоте.

Если в задней части вашего автомобиля установлены листовые рессоры, их необходимо заменить на большой очень жесткий стержень, который крепится в точках крепления листовых рессор.

С каждого колеса спускаются ножевые стойки. Задние колеса должны быть прочно закреплены, чтобы они не могли подняться. Передние колеса устанавливаются на ножевые опоры, которые затем устанавливаются на жесткой горизонтальной балке. Эта балка подвешивается к весам с помощью 2-х винтовых домкратов.

Теперь к шасси можно приложить крутящий момент, завинтив один из винтовых домкратов вверх. Показания шкалы должны быть записаны перед рукой при нулевом крутящем моменте. Для каждой регулировки записывайте показания шкалы вместе с показаниями циферблатного индикатора на этом этапе. Делайте это до тех пор, пока не будет найден максимальный крутящий момент.

Для расчета приложенного крутящего момента нужно разделить половину разницы между показаниями весов (в кг) и умножить ее на расстояние между передними кромками ножей (в метрах). Наконец, умножьте это число на константу 9.0,81, чтобы получить крутящий момент в ньютонах на метр.

Многие тесты на жесткость шасси дают относительно линейную кривую, когда результаты нанесены на график зависимости крутящего момента от степени скручивания. Поэтому мы можем использовать результаты, чтобы получить показатель жесткости нашего шасси.

Многие циферблатные индикаторы измеряются в дюймах, поэтому для этого уравнения мы предполагаем, что это так. Если это не так, используйте преобразование 1 дюйм = 25,4 мм. Чтобы преобразовать показания циферблатного индикатора из дюймов в градусы, можно использовать пропорциональность каждого 1 дюйма в 57,3 дюймах, равного 1 градусу. Следовательно, если циферблатные индикаторы показывают разницу в 0,05 дюйма, а рассматриваемая пара циферблатных индикаторов находится на расстоянии 1,2 м друг от друга или 47,25 дюймов, то величина поворота равна:

Мы также знаем крутящий момент, который был приложен к шасси для создания такого крутящего момента. Например, если крутящий момент 2150 Нм был приложен для создания 0,06 градуса крутки. Мы можем использовать приведенное ниже уравнение для получения значения крутящего момента, необходимого для поворота нашего шасси на 1 градус, поскольку это стандартные отраслевые единицы измерения жесткости шасси.

Влияние жесткости шасси на жесткость поперечной устойчивости

Уравнения жесткости шасси при поперечной качке с использованием стабилизаторов поперечной устойчивости и коэффициентов витков были рассчитаны в предположении, что шасси не обладает гибкостью. Чтобы включить гибкость шасси, потребовалось бы гораздо больше уравнений и гораздо более сложный процесс. Однако насколько жесткость шасси на самом деле влияет на общую жесткость автомобиля? И существует ли некая минимальная жесткость, которую мы можем выполнить, чтобы иметь возможность точно исключить жесткость шасси из уравнений?

Четыре преподавателя американского университета провели исследование, одобренное/опубликованное SAE International, в котором изучалось «Влияние гибкости шасси на жесткость при крене». После проведения многочисленных физических и вычислительных испытаний на различных шасси и подвесках они смогли сделать вывод о том, что существует минимальная жесткость шасси, которая может быть достигнута, чтобы точно исключить жесткость шасси из уравнений, относящихся к жесткости крена.

Их вывод заключался в том, что «минимальная жесткость на кручение, необходимая для того, чтобы эффективная боковая жесткость передней подвески находилась в пределах 3% от поперечной жесткости жесткого шасси, составляет 31320 Нм/градус. Такой уровень жесткости шасси на кручение достаточен для того, чтобы жесткость крена между подрессоренной и неподрессоренной массами почти полностью была обусловлена ​​подвеской».

Судя по нашим расчетам, шасси над ним жестче, чем минимальное требование, поэтому мы можем его исключить. Если вы измерили жесткость шасси, и она ниже этого значения, то лучше всего установить дополнительные крепления на ваш автомобиль в виде вторичных распорок на болтах или установки каркаса безопасности и т. д.

Например:

Нравится …

Как рассчитать константу пружины с помощью закона Гука

Любой физик знает, что если объект прикладывает силу к пружине, то пружина прикладывает к объекту равную и противоположную силу. Закон Гука определяет силу, с которой пружина действует на прикрепленный к ней объект, с помощью следующего уравнения:0002 F = – kx

Знак минус показывает, что эта сила направлена ​​в противоположную сторону от силы, растягивающей или сжимающей пружину. Переменные уравнения: F, , представляющее силу, k, , называемую константой пружины и измеряющую, насколько жесткой и прочной является пружина, и x, расстояние, на которое пружина растягивается или сжимается от своего положения. положение равновесия или покоя.

Сила, создаваемая пружиной, называется восстанавливающая сила; он всегда действует, чтобы вернуть пружину к равновесию.

В законе Гука отрицательный знак силы пружины означает, что сила пружины противодействует смещению пружины.

Понимание пружин и направления их действия

Направление силы пружины

На предыдущем рисунке показан шарик, прикрепленный к пружине. Вы можете видеть, что если пружина не растягивается и не сжимается, она не действует на шарик. Однако если вы нажмете на пружину, она оттолкнется назад, а если вы потянете пружину, она оттянется назад.

Закон Гука действителен до тех пор, пока эластичный материал, с которым вы имеете дело, остается эластичным, то есть остается в пределах предела эластичности 90 243. Если вы потянете пружину слишком далеко, она потеряет способность растягиваться. Пока пружина остается в пределах своего предела упругости, можно сказать, что F = – kx .

Когда пружина остается в пределах своего предела упругости и подчиняется закону Гука, пружина называется идеальной пружиной .

Как найти жесткость пружины (пример задачи)

Предположим, к вам в дверь стучится группа дизайнеров автомобилей и спрашивает, не могли бы вы помочь спроектировать систему подвески. «Конечно», — говорите вы. Вам сообщают, что машина будет иметь массу 1000 кг, и вам предстоит работать с четырьмя амортизаторами длиной по 0,5 метра каждый. Насколько сильными должны быть пружины? Предполагая, что в этих амортизаторах используются пружины, каждый из них должен выдерживать массу не менее 250 кг, что соответствует следующему весу:

F = мг = (250 кг)(9,8 м/с ² ) = 2,450 Н

, где F равно силе, м равно массе объекта, а г равно ускорению свободного падения, 9,8 метра в секунду ² . Пружина в амортизаторе должна, как минимум, дать вам усилие в 2450 ньютонов при максимальном сжатии 0,5 метра. Что это означает, что жесткость пружины должна быть?

Чтобы понять , как рассчитать жесткость пружины , мы должны вспомнить, что говорит закон Гука:

F = – kx

Теперь нам нужно переработать уравнение, чтобы мы вычисляли недостающую метрику, которая является жесткостью пружины, или k . Глядя только на величины и, следовательно, опуская отрицательный знак, вы получаете

Время подставить числа:

Пружины, используемые в амортизаторах, должны иметь жесткость не менее 4900 ньютонов на метр. Автомобильные дизайнеры выбегают в восторге, но вы кричите им вслед: «Не забывайте, вам нужно как минимум удвоить это, если вы действительно хотите, чтобы ваша машина могла преодолевать выбоины».

Об этой статье

Эта статья из книги:

• Физика I для чайников,

Об авторе книги:

Доктор Стивен Хольцнер написал более 40 книг по физике и программированию. Он был редактором журнала PC Magazine и преподавал в Массачусетском технологическом институте и Корнелле. Он является автором книг для чайников, в том числе «Физика для чайников», и «Основы физики для чайников».