Строительный вибратор
представляет собой металлическую платформу, на которой установлен
приводимый в движение электромотором тяжёлый асимметричный маховик,
совершающий при включённом моторе
оборотов в секунду вокруг
горизонтальной оси, жёстко закреплённой на этой платформе. Оцените,
с какой скоростью вибратор будет перемещаться по очень шероховатому
бетонному полу, если его толкать в горизонтальном направлении с
силой
Н? Масса вибратора
кг.
Скрыть решение
Решение
При быстром вращении тяжёлого асимметричного маховика возникают
крайне большие периодически изменяющиеся силы реакции, действующие
на крепление оси маховика и приводящие к периодическим колебаниям
платформы вибратора с частотой, совпадающей с частотой вращения
маховика. Поэтому сила взаимодействия вибратора с полом, постоянная
при выключенном двигателе, начинает сильно зависеть от времени, и по
существу представляет собой ряд импульсов. Значительная жёсткость
платформы и бетона обусловливают малую длительность этих импульсов.
С другой стороны, средняя сила давления вибратора на пол по-прежнему
равна
, поэтому максимальная величина силы взаимодействия в
момент соударения платформы с полом очень велика. В свою очередь,
это приводит к возникновению значительных сил трения, которые гасят
горизонтальную скорость платформы, набранную к моменту соударения.
Следовательно, для оценки можно считать, что вибратор
раз в секунду
соударяется с полом и полностью гасит горизонтальную скорость
,
набранную за время
, прошедшее с момента предыдущего соударения.
Очевидно, что
. Искомая средняя
скорость вибратора, с которой он будет перемещаться по шероховатому полу
под действием горизонтальной силы
, равна
Ответ