Kuntopyörällä poljetaan kiihtyvällä vauhdilla; fillari itse pysyy tietenkin olohuoneen nurkassa, mutta vauhtipyörältä löytyy kulmakiihtyvyyttä.
Tunnetaan (tai paremminkin: nämä olen onnistunut laskemaan annetuista lähtöarvoista) jarrun aiheuttama kitkavoima, vauhtipyörän paino, kulmakiihtyvyys ja hitausmomentti. Miten saadaan laskettua renkaan navan tukireaktio?
Tunnetaan (tai paremminkin: nämä olen onnistunut laskemaan annetuista lähtöarvoista) jarrun aiheuttama kitkavoima, vauhtipyörän paino, kulmakiihtyvyys ja hitausmomentti. Miten saadaan laskettua renkaan navan tukireaktio?
Vastaukset 6
Vanhimmat
korjatkoon viisaammat tarvittaessa; on hieman kuntopyörän rakenne hakusessa :)
navan tukireaktio = paino vetohihnan(tai jarrun) voima vektorisuureina.
Homma ratkeaa (taas jälleen) helpoiten kun piirrät vapaakappalekuvan, johon merkitset pyörään vaikuttavat voimat. Samalla saat graafisen ratkaisun / vertailuarvon algebrallisen tuloksen tarkistamiseksi.
VKK on tehty, mutta homma ei selviä sitten millään.
Kyseessä ei itseasiassa ole alunperin kuntopyörä, mutta yritin vähän yksinkertaistaa tehtävää.
Joka tapauksessa vauhtipyörän liikuttamiseen vaikuttaa käytännössä vain yksi voima, lisäksi harmia tulee hitausmomentista, jolla kai tässä tapauksessa on merkitystä - kulmakiihtyvyyttäkin löytyy.
Vai olenko täysin hakoteillä, kun väitän kulmakiihtyvyyden ja hitausmomentin vaikuttavan jotain tuohon tukireaktioonkin? VKK:ssa on tällä hetkellä siis vain pari hassua voimaa (painovoima ja kitkavoima) ja tuo kulmakiihtyvyys, vastaus ei kuitenkaan (kai) tule silti oikein....
Olet oikeassa noiden hitausvoimien suhteen, niillä on vaikutusta jos kerran kappaleella on kulmakiihtyvyyttä ja kiihtyvyys/ jarrutus aiheutuu kehällä vaikuttavasta voimasta.
.. Toiveajattelin että kaipaat tässä kuitenkin staattisen tasapainotilanteen tukireaktioita, jotka on helpompi määrittää..
Voitko antaa hieman lisätietoja, onko kyseessä esim. hihnapyörä, johon tuodaan tehoa kehälle, onko voima puhtaasti tangentiaalinen, entä vetohihnan 'köysikitka' ja sen kulma ja navan laakerikitkan aiheuttama voima/ tukireaktio ..?
Helppo laskea kun muistaa vastaavuudet
VAAKASUORA LIIKE/PYÖRIMISLIIKE
----------------|----------------
massa ---------> hitausmomentti
kiihtyvyys -----> kulmakiihtyvyys
nopeus --------> kulmanopeus
voima ---------> momentti
matka ---------> kulma (radiaaneina)
Vauhtipyörä: yksi tangentinsuuntainen voima, paino(voima) sojottamassa massakeskiöstä ja kulmakiihtyvyys. Nuo ja hitausmomentti ovat siis tiedossa. Tangentin suuntainen voima on 90-asteen kulmassa painovoimaan.
Tukireaktiovoima, siis todellakin voima, ei momentti, pitäisi etsiä pyörän keskipisteen nivelelle. Pyörän keskipisteellä, joka on samalla massakeskipiste, ei ole nopeutta eikä kiihtyvyyttä.
Nyt vain alkaa heräämään epäilys, voiko tuota sitten ihan niin vaan määritelläkään... Tosin nämä ovat hieman uusia asioita minulle, tavalliset palkit kyllä sujuisivat ilman ongelmia. Kinetiikkaahan tämä tosiaan enemmän on kuin statiikkaa.
Vaatiiko se kenties pisteen vauhtipyörän ulkopuolisesta rakenteesta? Kyseessä on erään hyvinkin ison systeemin pienestä yksityiskohdasta, joten kiekon ulkopuolistakin elämää on olemassa.
Staattinen tukivoimalasku.
En tiedä rakennetta, mutta vastus kitka kiihtyvyys määrittää momentin jolla pyörää pitää pyörittää.
Jos käyttövoimana on hihna, niin lisäksi tulee myös hihnan kiristysvoima,
Köysikitkaa tarvitset vain tarkistamaan, että hihnan kireys on riittävä.
Kun voimat on määritetty, niin jatko menee kuten edellä selostettu.