Резиновый шнур на растяжение

 

Уплотнительные шнуры — это элементы герметизации неподвижных разъемных соединений и защиты от загрязнения. Незаменимы в промышленности, в частности в автомобильной. Выступают в качестве уплотнителя в сфере строительства. Применяются для достижения герметичности конструкционных элементов, люков, окон, иллюминаторов.

Диаметр готового изделия выбирается с расчетом достижения максимально необходимой плотности. Наиболее распространены шнуры с круглым сечением различной толщины. Также в промышленности используются уплотнители с прямоугольным срезом.

Основные виды уплотнительных шнуров:

  • резиновые (NBR);
  • фторкаучуковые (FKM, Viton, СКФ);
  • силиконовые (MVQ);
  • этилен-пропиленовые (EPDM).

В зависимости от материала изготовления, технической характеристики и особых свойств уплотнительного шнура определяется возможная область его использования.

Резиновые уплотнительные шнуры

Данные изделия изготавливаются из нитрильного каучука (NBR). Это резина групп 1, 2 и 3. Давление в рабочей среде — до 1 МПа. Устойчивы к воздействию низкой и относительно высокой температуры — от −20°C до +100°C, горячей воды, животных, растительных, минеральных масел, топлива, мазута, смазки.

Основные минусы изделий из нитрильного каучука:

  • материал становится твердым при воздействии высоких температур (максимально допустимое значение — до +120°C краткосрочно);
  • резиновые шнуры набухают при контакте с ароматическими углеводородами, силиконовыми смазками, озоном и тормозной жидкостью, в состав которой входит гликоль.

Для придания материалу новых свойств — термостойкости, морозоустойчивости, масло- и бензоустойчивости — в производстве используют смеси каучука с различными примесями.

Фторкаучуковые уплотнительные шнуры

Фторкаучуковые герметики (FPM, FKM, Viton) более устойчивы к термическому и химическому воздействию. Изготавливаются из резины группы 4. Благодаря содержанию фтора данные шнуры подходят для работы вакууме. Не возгорают при температуре до +230°C. Устойчивы к воздействию УФ-излучения, озона, топлива, агрессивных химических соединений. Менее подвержены старению. Минусы — теряют уплотнительные свойства при контакте с эфирами, органическими кислотами, тормозной жидкостью с гликольэфиром.

Рабочий диапазон температур — от −20°C до +200°C (допустимо кратковременное нагревание до +230°С).

Силиконовые уплотнительные шнуры

Изделия из силиконового каучука (MVQ) отличаются низкой твердостью, устойчивостью к условиям погоды и перепадам температур. Относительно мало подвержены старению. Оптимальный рабочий диапазон температур — от −60°C до +200°C (не долгосрочно возможно нагревать до +230°С).

Плюсы силиконовых шнуров:

  • материал может контактировать с пищевыми продуктами;
  • подходит для применения в медицине и фармацевтической сфере;
  • устойчив к воздействию спирта, озона, кислорода, масел, смазки на минеральной основе и кипятка;
  • условно считается устойчивым к негорючей гидравлической жидкости HSD.

Минусы силиконовых уплотнителей:

  • плохо реагируют на воздействие пара с температурой выше +100°C, ароматических углеводородов, кислот и щелочи;
  • при контакте с минеральными маслами набухают.

Уплотнительные шнуры — незаменимые резинотехнические изделия, применяемые в разных областях хозяйства и промышленности. Защищают механизмы и системы от загрязнения и износа. А также обеспечивают их плотность и герметичность.

Шнуры ИЗ EPDM (этилен-пропиленовый каучук)

Характеристики:

  • термостойкая (работает в диапазоне от −50 до +130 градусов);
  • не впитывает воду;
  • поглощает звуки;
  • сохраняет эластичность и внешнюю конфигурацию после продолжительных нагрузок.

Резина EPDM устойчива к ультрафиолету и влиянию атмосферы, спиртосодержащим, солевым и щелочным растворам, горячей и холодной воде, пару.

С учетом этих свойств изготавливаются ленточные уплотнители разного профиля и шнуры EPDM квадратного, прямоугольного и круглого сечения.

Шнур EPDM используют в химическом оборудовании, бытовой технике, пищевой промышленности. Но основной спрос на EPDM шнур — для строительных конструкций (заполнение деформационных швов гидросооружений, стыков железобетонных плит, соединений бруса).

Шнуры, производимые и поставляемые нашей компанией

Источник

Резиновый шнур прямоугольного и круглого сечения (ГОСТ 6467-79) предназначен для уплотнения в различных конструкциях и механизмах, предотвращает их повреждение, продлевает срок эксплуатации. Он прекрасно подходит для защиты от проникновения пыли, влаги, загрязнения.

Ассортимент и назначение

Шнуры по ГОСТ 6467-79 из различных резиновых смесей можно купить для эксплуатации в различных условиях. Они прекрасно подходят как уплотнительный материал в различных областях народного хозяйства, в пищевой, химической промышленности, в медицине и в быту. Производятся уплотнители из натурального или синтетического каучука с добавлением различных примесей, в зависимости от условий использования.

Резиновые уплотнительные шнуры рассчитаны на использование при давлении рабочей среды до 1,0 МПа. Изготавливается 6 различных видов изделий, каждый из которых соответствует установленным показателям ГОСТа и применяется для определенных целей. Шнуры как круглого, так и прямоугольного сечения бывают следующих типов:

  • Кислотощелочестойкие. Подходят для использования в кислотной или щелочной среде с содержанием активных веществ не более 20%. Также применяются для постоянного взаимодействия с водой, воздухом, инертными газами.
  • Теплостойкие. Подходят для использования в воздушной среде, с азотом, инертными газами, а также прекрасно выдерживают прямой контакт с водяным паром высокой температуры. Температура рабочей среды не должна быть ниже -30 или выше +90°С, в отдельных случаях +140°С.
  • Морозостойкие. Для применения в воздушной, азотной, газовой среде с широким диапазоном рабочих температур – от -45 до +70°С.
  • Маслобензостойкие. Применяются для работы с продуктами нефтехимической промышленности, бензином и маслами синтетического происхождения при температурах рабочей среды от -30 до +50°С.
  • Пищевые. Для использования в пищевой промышленности и контакта с продуктами при температуре от -30 до +50°С.

Шнур уплотнительный прямоугольного сечения отличается разной степенью твердости и делится на 2 группы. В зависимости от технологии производства существуют 3 степени твердости – малая, средняя, повышенная. Шнур круглого сечения также делится на 1-ю и 2-ю группу. Резиновые изделия 1-ой разработаны для использования в среде с постоянным давлением до 0,5 МПа, а 2-ой – до 1,0 МПа. Степень твердости и группа характеризуют эксплуатационные характеристики шнура и устойчивость к тяжелым условиям эксплуатации.

Примеры обозначения:

Шнур 1-1С 10х12 ГОСТ 6467-79
Шнур 1-й группы, тип 1, Средней твердости, с размерами сторон 10х12 мм.
Шнур 2-1С Ø16 ГОСТ 6467-79
Шнур 2-й группы, тип 1 (кислотощелочестойкий), Средней степени твердости, круглого сечения d=16 мм.

Мы изготавливаем прямоугольный и круглый резиновый уплотнитель. Наше производство оснащено современным оборудованием, оно полностью автоматизировано, что повышает качество продукции. В ассортименте завода «Элласт» есть шнуры с длиной стороны от 7 мм или диаметром от 2 мм, которые по всем показателям соответствуют установленным ГОСТ 6467-79 стандартам. Чтобы оформить заказ на уплотнитель, заполните форму на нашем сайте или позвоните нам.

Помощь

  • Шнур: как определить вес резинового изделия?
  • Производство резиновых изделий на заказ
  • Как получить шнур в короткие сроки от производителя резиновых изделий?
  • Шнур с характеристиками, подходящими именно вам — подбор резиновой смеси
  • Как заказать шнур или любой другой РТИ?
  • Как оплатить заказанный шнур?
  • Как получить заказанный шнур?
  • Ответы на популярные вопросы о резиновых изделиях

Другие РТИ

  • Резиновые профили
  • Резиновые трубки

Источник

Изготавливаем на заказ по нестандартным размерам!

Таблица стандартных размеров ПРП-40 и ПРП-60

ДиаметрВес кг/пог.м
8 мм0,07
10 мм0,18
12 мм0,23
15 мм0,26
20 мм0,33
25 мм0,4
30 мм0,5
35 мм0,7
40 мм0,9
50 мм1,5
60 мм2,2
70 мм4
80 мм5,7
90 мм7
100 мм7,7
120 мм11,5
10х20 (прямоугольный)0,2
20х30 (прямоугольный)0,45
20х40 (прямоугольный)0,6
30х40 (прямоугольный)0,87
40х60 (прямоугольный)1,83
20х75 (прямоугольный)
30х75 (прямоугольный)
10х100 (прямоугольный)0,85
20х100 (прямоугольный)
30х100 (прямоугольный)2,7
50х200 (прямоугольный)7,7
40х40 (квадрат)1,7
50х50 (квадрат)2,5
60х60 (квадрат)3,7

Гернитовый шнур ГОСТ 19177-81, также известный как пористый шнур, пороизол, гернит или губчатый шнур, используется в строительной сфере. Он применяется для работы с воздушной или водной средой, позволяя надежно защитить стыки различных конструкций.

Гернитовый шнур пароизол: технические характеристики

Купить гернитовый шнур ПРП можно 2 типов: ПРП-40 и ПРП-60. Они отличаются физико-техническими характеристиками и температурными условиями использования. Шнуры пористые ПРП-40 можно использовать при температуре от -40°С до +70°С, ПРП-60 – в диапазоне от -60°С до +70°С. Прокладки ПРП выпускаются круглого сечения диаметром от 5 до 150 мм и прямоугольного сечения размером от 10х10 до 100х100. Среди основных характеристик шнура из пористой резины можно выделить:

Читайте также:  Принципы оказания неотложной помощи при растяжении связок тесты коньково

  • сохраняет форму и не набухает в воде при давлении до 0,4 МПа;
  • на пористом уплотнителе допускаются углубления и выступления размером не более 20% от величины сечения;
  • степень сжатия пористого резинового профиля в месте посадки не должна превышать 50%.

В состав уплотнителей из пористой резины входят каучук и пластификаторы. Они обеспечивают пористую структуру резины и устойчивость к деформации. Шнур пористый уплотнительный применяется в качестве теплопоглощающей основы при утеплении и изоляции строительных конструкций, при уплотнении деформационных трещин, при герметизации стыков между панелями в жилых домах. Шнур вакуумный пористый устойчив к воздействию воды, влаги, а также механических повреждений.

Цена гернитового шнура зависит от величины сечения, типа, категории. Перед применением шнур должен провести не менее 4 часов при температуре воздуха 20 °С. В нашем ассортименте вы найдете шнур пористый ПРП-40 и ПРП-60 высшей категории качества. Продукция изготавливается с использованием качественного материала и высокотехнологичного оборудования. Сроки изготовления составляют от 2 дней. Оформить заказ можно на сайте или по телефону.

Физико-механические свойства гернитового шнура

Наименование показателяНорма для типа
ПРП-40ПРП-60
Высшей категории качестваI категории качестваВысшей категории качестваI категории качества
Средняя плотность, кг/м3, группы
300300300300300
400400400400400
500500500500500
600600600
Сопротивление сжатию, МПа (кгс/см2), при °С:
(20±5)°С0,10 (1,0)0,15 (1,5)0,10 (1,0)0,15 (1,5)
(- 20±2)°С0,25 (2,5)
(-30±2)°С0,25 (2,5)
Деформация при сжатии, %, не более25402030
Водопоглощение, %, не более3,05,03,05,0
Предел хрупкости, °С, не выше— 30— 40

Преимущества пороизола

  • Сохраняет эксплуатационные свойства в различных климатических условиях (в пределах температур, допустимых для каждого типа – ПРП-40 и ПРП-60).
  • Долговечный.
  • Изолирует пространство от проникновения воды, пара, воздуха, пыли, тепла, звуков и вибраций.
  • Не горит.
  • Водопоглощение материала не превышает 5 %.
Особенности ПРП, изготовленных по ГОСТ 19177-81

Пористые гермитовые шнуры производятся в нескольких вариантах:

  • ПРП-40 и ПРП-60 – предназначены для эксплуатации при разных температурах;
  • К и П – шнуры круглого и прямоугольного сечения соответственно.

Длина шнуров ПРП составляет не менее 3 м.

ГОСТ 19177-81 описывает требования к готовым изделиям, а также регулирует допустимые отклонения в их геометрии и физико-химических свойствах. Так, при изготовлении гернитовых шнуров допускаются:

  • овальность до 15 % от номинального диаметра для круглых шнуров высшей категории и до 20 % – для первой категории;
  • скругление углов радиусом до 5 мм – для ПРП прямоугольного сечения.

Недопустимы:

  • трещины и разрывы на поверхности шнура;
  • углубления и бугорки более 3 мм;
  • вулканизированные складки более 3 мм;
  • пузыри длиной более 50 мм при количестве сверх 1 шт. на метр длины;
  • пузыри, превышающие по размеру 25 % наименьшего сечения шнура (пузыри меньшего размера допускаются в количестве не более 2 шт. на метр длины у изделий первой категории и не более 2 шт. на 3 м длины у изделий высшей категории).

Нормальным для качественного шнура является поверхностный налет из талька или выцветающих ингредиентов материала, а также волнистость и небольшая неровность поверхности.

Производство гернитового шнура

Прокладки ПРП изготавливают путем экструзии из смеси каучуков или латексов с пластификаторами. Порообразующая добавка (порофор) обеспечивает пористость материала, она разлагается в процессе вулканизации и выделяет газообразные продукты. Органические порофоры образуют замкнутые поры, неорганические (например, бикарбонат натрия) – сообщающиеся.

В зависимости от размера пор материал ПРП можно поделить на два типа:

  • микропористая резина – поры от 0,4 мм;
  • пенорезина – поры 0,2–0,4 мм.

Упаковка, транспортировка и хранение

Гернитовый шнур поставляется в бухтах, перевязанных шпагатом или другим подобным материалом. Транспортируется в крытых транспортных средствах. Хранится в вентилируемых помещениях или под навесами при температуре до +30 °С. Укладывается штабелями высотой до 2 м.

Недопустимо попадание на изделия прямых солнечных лучей. Также материал гернитовых шнуров разрушается при воздействии масел, растворителей, кислот, щелочей. Следовательно, их воздействие на ПРП также исключают.

Применение

Пористые шнуры используют для уплотнения швов, стыков и щелей между элементами ограждающих конструкций в различных зданиях и сооружениях. Правила установки:

  1. Монтаж ПРП производят при температуре от -20 °С (для ПРП-40) и от -30 °С (для ПРП-60).
  2. Шнуры устанавливают в стыки без растяжения и повреждений поверхности.
  3. Толщину прокладки подбирают так, чтобы степень ее сжатия в шве составляла 20–50 %.
  4. Установленные ПРП обязательно защищают от воздействия солнечных лучей.
  5. Шнур монтируют по центру сечения конструкции с минимальным расстоянием от края 10 см.
  6. В швах гернитовые шнуры сращивают встык.
  7. При заливке шва бетоном ПРП следует сначала покрыть небольшим защитным слоем раствора, а уже потом заливать остальную бетонную смесь.
  8. При установке вокруг труб малых диаметров шнур фиксируют механически (проволокой, кабельными стяжками и т.п.).

Важно! При попадании воды пористый шнур набухает, но герметизирующий эффект возникает не сразу – необходимо время для расширения материала. Процесс набухания пороизола имеет частичную обратимость. Он не восстанавливает свои первичные размеры после высыхания, но при повторном увлажнении набухает вновь.

Мы производим гернитовый шнур по ГОСТ 19177-81 как в размерах, приведенных в стандарте, так и по индивидуальному заказу, с любыми нужными параметрами. Чтобы узнать больше о характеристиках ПРП, уточнить возможности производства или заказать гернитовый шнур, звоните нам либо оставляйте сообщение на сайте.

Источник

1Резиновый шнур на растяжение
.60.
Гладкий резиновый шнур, длина которого l и ко­эффициент упругости k, подвешен одним концом к точке О. На другом конце имеется упор В. Из точки О начинает свободно падать муфта А массы т. Пренебрегая лассой шнура и упора, найти максимальное растяжение шнура.

Решение.

Выберем за нулевой уровень потенциальной энергии точку, в которой растяжения шнура максимальное. Тогда, в точке О муфта имела потенциальную энергию

.

В точке В после растяжения шнура на максимальную величину x муфта получила потенциальную энергию силы упругости шнура:

.

По закону сохранения энергии имеем:

Из двух вариантов решения выбираем знак «+», т.к. только в этом случае получаем положительное растяжение шнура. Таким образом, максимальное растяжение шнура равно:

.
1.61. Тело массы т пустили вверх по наклонной плоскости, составляющей угол с горизонтом. Начальная скорость тела равна v0,коэффициент трения между телом и плоскостью k. Какой путь пройдет тело до остановки и какова на этом пути работа силы трения?

Решение.

П
о второму закону Ньютона имеем:

.

Спроектируем это уравнение на оси координат, показанные на рисунке:

Сила трения скольжения равна:

Fm = kN; N = mg cos.; Fm = k mg cos..

Тогда из первого уравнения проекций закона Ньютона на оси координат имеем:

k mg cos. – mg sin.= ma  –k g cos. – g sin.= a.

Считая движение до остановки равнозамедленным, запишем ускорение тела:

.

Тогда получаем выражения для искомого пути, которое пройдет тело до остановки:

.

Работа силы трения на данном пути равна:

1.62. Цепочка ле­жит на столе, свеши­ваясь у его края на = 1/4своей длины. Масса цепочки
m= 1,00 кг,ее длина l= 1,5 м,коэффициент трения покоя между столом и цепочкой k = 0,20. Действуя на конец А некоторой горизонтальной силой F, свешивающуюся часть цепочки медленно втянули на стол. Какую работу совершила при этом сила F?

Читайте также:  Как долго заживает растяжение голеностопа

Резиновый шнур на растяжение

Решение.

Сила F совершает работу по преодолению силы трения для участка цепочки, лежащего на столе, и силы тяжести для участка цепочки, который свешивается вниз. В процессе втягивания участок действия силы трения изменяется от (1 – )l до l, а участок действия силы тяжести изменяется от l до 0. Тогда получаем выражения для работы сил трения и тяжести:

Соответственно работа данной силы F равна полученной работе по модулю и противоположна по знаку, т.е.

Дж.

1.63. Тело массы т бросили под углом к горизонту с начальной скоростью v0. Найти среднюю мощность, развиваемую силой тяжести за все время полета, и мгновенную мощность этой силы как функцию времени.

Решение.

Резиновый шнур на растяжение

Траекторией движения является парабола. В силу симметрии работа силы тяжести при поднимании тела на максимальную высоту равна по модулю и противоположна по знаку работе силы тяжести при опускании тела, т.е. . Время подъема на максимальную высоту равно времени опускания тела: . Тогда, средняя мощность, развиваемая силой тяжести за все время полета, равна:

Мгновенная мощность, которую развивает сила равна:

.

Разложим скорость на составляющие вдоль оси x и вдоль оси y:

.

Поскольку составляющая скорости вдоль оси x перпендикулярна к направлению силы тяжести F= mg, то она не дает вклад в мощность силы тяжести. Поэтому рассматриваем только составляющую скорости вдоль оси оси y.

Имеем выражение для мощности, развиваемую силой тяжести, как функцию времени:

.

1.64. Материальная точка массы т движется по окружности радиусом Rс нормальным ускорением, которое меняется со временем по закону wn= at2, где а – постоянная Найти зависимость от времени мощности всех сил, действующих на эту точку, а также среднее значение этой мощности за первые секпосле начала движения.

Решение.

Мощность всех сил, действующих на эту точку, равна:

.

Работа всех сил равна изменению кинетической энергии точки за первые tсекпосле начала движения:

.

Из выражения для нормального ускорения получаем:

.

Тогда работа всех сил равна:

.

Зависимость мощности от времени равна:

.

Среднее значение мощности за первые секпосле начала движения равно:

.

1.65. Небольшое тело массы т находится на горизонтальной поверхности в точке О. Телу сообщили горизонтальную скорость v0. Найти:

а) среднюю мощность, развиваемую силой трения завсе время движения, если коэффициент трения k = 0,27; m = 1,0 кг и v0 = 1,5 м/с;

б) максимальную мгновенную мощность силы трения, если коэффициент трения меняется по закону k= x, где – постоянная, х – расстояние от точки О.

Решение.

а) Средняя мощность, развиваемая силой трения завсе время движения, равна:

,

где – средняя скорость движения тела от начальной скорости до остановки.

Сила трения направлена против направления движения, поэтому ее проекция на это направления равна:

.

Тогда получаем:

Вт.

б) Мощность силы трения равна:

.

Работа силы трения равна:

Тогда, мгновенная мощность равна:

С другой стороны работы силы трения равна изменению кинетической энергии тела:

Тогда имеем:

Тогда, мгновенная мощность равна:

.

Для нахождения максимальной мощности, исследуем полученное выражение на экстремум:

Подставим полученное значение в выражение для мгновенной мощности:

.

1.66. В системе отсчета, вращающейся вокруг неподвижной оси с постоянной угловой скоростью 0= 5,0 рад/секдвижется небольшое тело массы m = 0,10 кг.Какую работу совершила центробежная сила инерции при перемещении этого тела из точки 1 в точку 2,если точки находятся на расстояниях r1 =30 сми r2 = 50 смот оси вращения?

Решение.

Центробежная сила инерции направлена к центру вращения. Ее работа при перемещении тела из точки 1 в точку 2, расположенных на разных расстояниях от центра вращения, равна изменению кинетической энергии тела:

.

Связь между линейной и угловой скоростями дается соотношением:

.

Тогда работа центробежной силы инерции равна:

Дж.

1.67. Кссистема отсчета, в которой покоится центр инерции механической системы взаимодействующих материальных точек, движется поступательно со скоростью V относительно инерциальной К-системы отсчета. Масса механической системы равна m, ее полная энергия в Кс— системе отсчета Ес. Найти полную энергию Е данной механической системы в К-системе отсчета.

Решение.

Энергия системы взаимодействующих материальных точек в К-системе отсчета равна сумме кинетических энергий всех точек, входящих в систему:

Скорость точки в К-системе отс+чета равна:

vk = V + vk c,

где vkc – скорость точки в Кссистеме отсчета

Тогда получаем:

.

Выражение равно массе всей системы; выражение равно энергии механической системы в Кс— системе отсчета; , где VС – скорость центра инерции системы в Кс— системе отсчета. Тогда получаем:

.

Поскольку в Кс— системе отсчета центр масс системы покоится, то VС = 0. Тогда получаем полную энергию Е данной механической системы в К-системе отсчета:

.

1.68. На гладкой горизонтальной плоскости находятся две небольшие шайбы с массами m1 и m2, которые соединены между собой пружинкой. В некоторый момент времени шайбам сообщили начальные скорости v1 и v2. Оба вектора взаимно перпендикулярны, лежат в горизонтальной плоскости и один из них совпадает по направлению с прямой, проходящей через центры шайб. Пренебрегая массой пружинки, найти полную энергию этой механической системы в поступательно движущейся системе отсчета, связанной с ее центром инерции.

Решение.

Энергия этой механической системы есть сумма кинетических энергий ее тел:

.

Введем вектор взаимного расстояния шайб:

.

Поместим начало координат в центре инерции, что дает:

.

Из двух последних равенств находим:

Тогда получаем:

Поскольку по условию вектора скорости шайб перпендикулярны, то

.

Тогда получаем выражение для энергии:

,

где – приведенная масса системы.

1.69. Система состоит из двух шариков с массами m1 и m2, которые соединены между собой невесомой пружинкой. В момент времени t = 0шарикам сообщили начальные ско­рости v1 и v2, после чего система начала двигаться в поле тяжести Земли. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти зависимость от времени полного импульса этой сис­темы р(t) впроцессе движения и радиуса-вектора r0(t),характеризующего положение центра инерции относительно его начального положения.

Решение.

Приращение импульса системы равно:

.

Начальный импульс системы равен:

.

Внешняя сила – это сила тяжести:

Тогда получаем:

.

Для определения радиуса-вектора r0(t),характеризующего положение центра инерции относительно его начального положения, проинтегрируем полученное выражение по времени, учтя массу системы :

1.70. Замкнутая металлическая цепочка А массы т = 0,36 кгсоединена нитью с концом вертикальной оси центробежной машины и вращается с постоянной угловой скоростью
= 35 рад/сек.При этом нить составляет угол = 450 с вертикалью. Пренебрегая массой нити, найти расстояние от центра тяжести цепочки до вертикальной оси, вокруг которой происходит вращение, а также натяжение нити.

Решение.

Н
а цепочку действуют три силы: сила тяжести, сила натяжения нити и центробежная сила.

По 2-му закону Ньютона имеем:

.

Поскольку движение равномерное, то .

В проекции на ось xможно записать:

.

В проекции на ось yможно записать:

Н.

Тогда расстояние от центра тяжести цепочки до вертикальной оси равно:

м.
1.71. Круглый конус А, масса которого m = 3,2 кгв угол полураствора =100, катится равномерно без скольжения по круглой конической поверхности В так, что его вершина Оостается неподвижной. Центр тяжести конуса А находится на одном уровне с точкой О, отстоит от нее на расстояние l= 17 см и движется по окружности с постоянной угловой скоростью . Найти:

Читайте также:  Упражнения при растяжении мышц бедра

а) силу трения покоя, действующую на конус А, если = 1,0 рад/сек;

б) при каких значениях движение конуса А будет происходить без скольжения, если коэффициент трения покоя между поверхностями конусов k= 0,25?

Решение.

Резиновый шнур на растяжение

а) Рассмотрим движение центра масс конуса. На него действуют сила тяжести, центробежная сила инерции и сила трения (которая уравновешивает две предыдущие силы). Спроектируем эти силы на ось конуса:

Тогда имеем:

Н.

б) Найдем значение , при котором движение конуса А будет происходить без скольжения. В этом случае сила трения .

1.72. Плот массы М с находящимся на нем человеком массы m неподвижно стоит в пруду. Относительно плота человек совершает перемещение со скоростью и останавливается. Пренебрегая сопротивлением воды, найти:

а) перемещение плота относительно берега;

б) горизонтальную составляющую силы, с которой человек действует на плот в процессе движения.

Решение.

а) Систему человек-плот можно рассматривать как замкнутую. По закону сохранения импульса, внутренние силы замкнутой системы тел не могут изменить положение их центра масс. Применяя это правило к системе человек-плот, можно считать, что во время перемещения человека по плоту центр масс системы не изменит своего положения, т.е. останется на предыдущем расстоянии от берега.

Пусть центр масс системы человек-плот находится на вертикали, которая проходит в начальный момент через точку С1, а после перемещения плота – через точку С2. поскольку эта вертикаль неподвижна относительно берега, то искомое перемещение плота относительно берега можно определить по перемещению центра масс плота О.

Резиновый шнур на растяжение

Искомое перемещение равно:

.

Суммарный момент сил, действующих на систему относительно горизонтальной оси равен нулю, поэтому для начального положения системы имеем:

.

После перемещения плота имеем:

Подставив полученные значения в формулу для l, получим:

.

Поскольку направления перемещений и , то в векторном виде присутствует знак «-»:

Горизонтальная составляющая силы, с которой человек действует на плот в процессе движения равна:

.
1.74. Цепочка массы m= 1,00 кги длины l= 1,40 мвисит на нити, касаясь поверхности cтола своим нижним концом. После пережигания нити цепочка упала на стол. Найти полный импульс, который она передала столу.

Решение.

Импульс тела, падающего с высоты, которая равна длине цепочке, равен:

,

где v0 = 0 – начальная скорость; – конечная скорость

Для цепочки имеем:

1.75. Летевшая горизонтально пуля массы т попала, застряв, в тело массы М, которое подвешено на двух одинаковых нитях длины l. В результате нити отклонились влево на угол . Считая тМ, найти:

а) скорость пули перед попаданием в тело;

б) относительную долю первоначальной кинетической энергии пули, которая перешла в тепло.

Решение.
Резиновый шнур на растяжение

а) По закону сохранения импульса имеем:

,

где u – скорость тела и пули после взаимодействия.

Рассмотрим момент отклонения нитей. На центр масс тела действуют силы тяжести и силы натяжения нитей. Имеем в проекции на вертикальную ось:

,

где – отклонение центра масс от начального положения.

В проекции на горизонтальную ось имеем:

.

Тогда получаем:

Тогда получаем:

.
б) относительная доля первоначальной кинетической энергии пули, которая перешла в тепло равна:

1.77. При взлете ракета выпускает непрерывную струю газа, вылетающую из сопла со скоростью относительно ракеты. Расход газа равен кг/ceк.Показать, что уравнение движения ракеты имеет вид

где т – масса ракеты в данный момент, – ее ускорение, – внешняя сила (сила тяжести и сила сопротивления воздуха).

Решение.

Пусть в некоторый момент времени t ракета имела массу m и скорость (относительно интересующей нас системы отсчета). Рассмотрим инерциальную систему отсчета, имеющую ту же скорость, что и ракета в данный момент времени. В этой системе отсчета приращение импульса системы «ракета-выброшенная порция газа» за время dtравно:

.

С другой стороны

.

Тогда получаем:

.
1.78. Ракета движется в отсутствие внешних сил, вы­пуская непрерывную струю газа со скоростью , постоянной относительно ракеты. Найти скорость ракеты в момент, когда ее масса равна т, если в начальный момент времени она имела массу т0и скорость ее была равна нулю. Воспользоваться формулой, приведенной в предыдущей задаче.

Решение.

Уравнение движения ракеты имеет вид:

.

Так как по условию ракета движется в отсутствие внешних сил, то .

Расход топлива равен:

Тогда уравнение движения имеет вид:

.

Интегрируя это уравнение, получим:

.
1.79. Тележка с песком движется по горизонтальной плоскости под действием постоянной силы , совпадающей по направлению с вектором скорости. При этом песок высыпается через отверстие в дне с постоянной скоростью кг/сек.Найти ускорение и скорость тележки в момент времени t, если в начальный момент t = 0 тележка с песком имела массу m0 и ее скорость была равна нулю. Трением пренебречь.

Решение.

Пусть в начальный момент времени t тележка имела массу m0 и скорость (относительно интересующей нас системы отсчета). Рассмотрим инерциальную систему отсчета, имеющую ту же скорость, что и тележка в данный момент времени. В этой системе отсчета приращение импульса системы «тележка-песок» за время dtравно:

.

С другой стороны

.

Тогда получаем:

.

Для определения скорости в момент времени t проинтегрируем полученное выражение:

.
1.80. Платформа А массы т начинает двигаться вправо под действием постоянной силы . Из бункера В на нее высыпается песок. Скорость погрузки постоянна и равна кг/сек.Найти зависимость от времени скорости и ускорения платформы в процессе погрузки. Трением в колесах пренебречь.

Решение.

Резиновый шнур на растяжение

Пусть в некоторый момент времени t платформа имела массу m + tи скорость (относительно интересующей нас системы отсчета). Рассмотрим инерциальную систему отсчета, имеющую ту же скорость, что и тележка в данный момент времени. В этой системе отсчета приращение импульса системы «тележка-песок» за время dtравно:

С другой стороны

.

Тогда получаем:

.

Для определения зависимости ускорения от времени продифференцируем данное выражение по времени:

.
1.76. Пушка массы М начинает свободно скользить вниз по наклонной плоскости, составляющей угол с горизонтом. Когда пушка прошла путь l, произвели выстрел в горизонтальном направлении, в результате которого снаряд вылетел с импульсом р, а сама пушка остановилась. Пренебрегая массой снаряда по сравнению с массой пушки найти продолжительность выстрела .

Решение.

Приращение импульса системы равно:

.

Проекция силы тяжести на ось x равна:

.

Проекция начального импульса пушки на ось x равна:

.

Проекция конечного импульса пушки на ось x равна:

.

Тогда получаем:

1.73. Через неподвижный блок перекинута веревка, на одном конце которой висит лестница с человеком, а на другом — уравновешивающий груз массы М. Человек, масса которого т, медленно совершил перемещение относительно лестницы вверх и остановился. Пренебрегая массами блока и веревки и трением в блоке, найти перемещение центра инерции этой системы.

Решение.

Искомое перемещение аналогично задаче 1.72 равно:

.

Суммарный момент сил, действующих на систему относительно горизонтальной оси равен нулю, поэтому для начального положения системы имеем:

.

После перемещения плота имеем:

Подставив полученные значения в формулу для l, получим:

.

Источник