Rotující rameno
 |
 |
Obr. 1 |
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) |
|