ساق مهملة الكتلة طولها l نثبت في كل من طرفيها كتلة نقطية 125g ونعلق الجملة من منتصفها إلى سلك فتل شاقولي ثابت فتله (16*10-3m.N.rad)

  • فيزياء

ساق مهملة الكتلة طولها l نثبت في كل من طرفيها كتلة نقطية 125g ونعلق الجملة من منتصفها إلى سلك فتل شاقولي ثابت فتله (16*10-3m.N.rad) لتؤلف الجملة نواس فتل نزيح الساق عن وضع توازنها في مستو أفقي بزاوية (θ=π/3rad) وتترك دون سرعة ابتدائية لحظة بدء الزمن، فتهتز بحركة جيبية دورانية، دورها الخاص 2.5s

  1. استنتج التابع الزمني للمطال الزاوي انطلاقاً من شكله العام.
  2. احسب قيمة السرعة الزاوية للساق لحظة مرورها الأول بوضع التوازن.
  3. احسب طول الساق.

الأجوبة

استنتاج التابع الزمني للمطال الزاوي انطلاقاً من شكله العام: إيجاد ثوابت الحركة (θmax,ωo, ϕ)

θ = θmax.cos(ωo.t + ϕ)

السعة الزاوية:

θmax=+π/4 rad

لأن القرص ترك دون سرعة ابتدائية.

النبض الخاص:

ωo =2π/To = 2π/2 = π rad/s

لإيجاد الطور البتدائي نعوض شروط البدء في التابع الزمني (t=0,Xmax=0.08m):

π/4 = π/4.cos(0+ϕ)

cosϕ = 1

ϕ = 0 rad

نعوض ثوابت الحركة في التابع الزمني للمطال الزاوي:

θ = π/4.cos(π.t)

حساب قيمة السرعة الزاوية للساق لحظة مرورها الأول بوضع التوازن:

ω = ωo.θmax.sin(ωo.t + ϕ)

ω = 4π/5 * π/3 * sin(4π/5.t)

ω = 8/3 * sin(4π/5.t)

المرور الأول بوضع التوازن يوافق ربع هزة أي: (t=To/4 = 2.5/4 = 5/8 S)

ω = - 8/3 * sin(4π/5 * 5/8)

ω = - 8/3  rad

حساب طول الساق L:

To = 2.π√I∆/K

To = 2.π√(2.m1.(l/2)2)/k

2.5 = 2.π√(2*125*10-3*(l2/4) / (16*10-3)

6.25 = 40*(2*125*10-3*(l2/4) / (16*10-3)

l = 0.2 m

هل كان المحتوى مفيد؟

تبحث عن مدرس اونلاين؟

محتاج مساعدة باختيار المدرس الافضل؟ تواصل مع فريقنا الان لمساعدتك بتأمين افضل مدرس
ماهو التخصص الذي تبحث عنه؟
اكتب هنا...