Navigace

Hlavní nabídka
Obsah


Rotující rameno

Obr. 1
Dáno :






Určete :
dovolené otáčky pomocí a .


Řešení :

Zavedeme souřadnici od konce ramene. Nejprve stanovíme velikost vnitřní síly v závislosti na . Vnitřní síla na souřadnici , je dána velikostí odstředivé síly, působící na vnější část ramene o délce :

(1)

Odstředivá síla je rovna součinu hmotnosti , poloměru na kterém rotuje těžiště ramene a druhé mocniny úhlové rychlosti

. (2)

Pro hmotnost platí

, (3)

těžiště je uprostřed, tedy

. (4)

Po dosazení (2) (3) a (4) do (1) dostaneme vnitřní sílu

,

neboli po úpravě

(5)

Napětí získáme jako podíl vnitřní síly a průřezu

(6)

a poměrnou deformaci pomocí Hookeova zákona

. (7)

Všechny odvozené vztahy platí po celé délce ramene, tedy pro .

jednoduchým rozborem zjistíme, že napětí nabývá na uvedeném intervalu maxima pro .
Musí proto platit

, (8)

čili

. (9)

Po úpravě tak dostáváme

, (10)

neboli

. (11)

Dovolené otáčky jsou

. (12)

Po dosazení

(13)

. (14)

Prodloužení ramene je rovno

, (15)

čili

. (16)

Po integraci máme

. (17)

Podle zadání musí platit

, (18)

tedy

(19)

a

, (20)

. (21)

(22)

. (23)