Processing math: 100%
Zadanie 3.5.2.1
DOI: 10.37190/OZE-FizykaCw1-r3

 Zadanie 3.5.2.1

Dźwig
Wyznacz maksymalną masę, którą można zawiesić na linie dźwigu oraz siłę ściskającą FS w umocowanym przegubowo wysięgniku, jeśli dopuszczalne napięcie w linie wynosi Fm=150kN, a kąt α=115.

 Rysunek

Rysunek

Informacja

Możesz zobaczyć odpowiedź klikając w przycisk "Odpowiedź" lub sprawdzać kolejne etapy rozwiązania, wybierając prawidłowe odpowiedzi. W rozwiązaniu znajdziesz wskazówki, obliczenia i objaśnienia.

Dane i szukane

Dane:
- dopuszczalne napięcie liny Fm=150kN,
- kąt nachylenia liny do konstrukcji dźwigu α=110,
- przyspieszenie ziemskie g=10ms2.

Szukane:
- maksymalna masa, którą można zawiesić na linie mm,
- siła ściskająca wysięgnik FS.

Odpowiedź

Maksymalna masa, którą można zawiesić na linie dźwigu wynosi 15 ton, a siła ściskającą wynosi 253kN.

Polecenie

Oblicz maksymalną masę, którą można zawiesić na linie. Wybierz jedną prawidłową wartość, spośród czterech przedstawionych poniżej.

Wybór 1 z 4

mm=150ton

Odpowiedź nieprawidłowa

Wybór 2 z 4

mm=15ton

Odpowiedź prawidłowa

Wybór 3 z 4

mm=1,5tony

Odpowiedź nieprawidłowa

Wybór 4 z 4

mm=150kg

Odpowiedź nieprawidłowa

Rozwiązanie

Maksymalną masę obliczamy z zależności opisującej ciężar P=mg. Siła ciężkości, na podstawie  Jeśli ciało A działa na ciało B pewną siłą (siłą akcji), to ciało B działa na ciało A siłą (siłą reakcji) o takiej samej wartości i kierunku, lecz przeciwnym zwrocie.   , jest równa sile naciągającej linę.

Fm=mmg

mm=Fmg

mm=15000010=15000kg

Polecenie

Oblicz siłę ściskającą wysięgnik. Wybierz jedną prawidłową wartość, spośród czterech przedstawionych poniżej.

Wybór 1 z 4

165kN

Odpowiedź nieprawidłowa

Wybór 2 z 4

215kN

Odpowiedź nieprawidłowa

Wybór 3 z 4

253kN

Odpowiedź prawidłowa

Wybór 4 z 4

303kN

Odpowiedź nieprawidłowa

Rozwiązanie

Na rysunku przedstawiono maksymalną siłę Fm, jaka może naciągnąć linę i nie doprowadzić do jej zniszczenia. Wzdłuż wysięgnika działa siła ściskająca FS, którą mamy obliczyć. Siłę tę rozłożono na dwie składowe FSX oraz FSY. Na rysunku zaznaczono jeszcze kąt γ=α90, który zostanie użyty do obliczeń.

Składową FSX można obliczyć następująco:

FSX=Fmcos(α90)

FSX=150000cos(11590)=135946N
 Wzdłuż osi OX działa tylko składowa iksowa siły naciągającej linę i stąd mamy FmX=FSX. 
W osi pionowej działają dwie siły: Fm - pokazana na pionowej części liny oraz FmY - igrekowa składowa siły Fm zaznaczonej wzdłuż nachylonej części liny.

FSY=FmFmsin(α90)

FSY=150000(1+sin(11590))=213393N

Wektor wypadkowy wyznaczymy z FS=F2SX+F2SY=253017N

Rysunek

Odpowiedź

Maksymalna masa, którą można zawiesić na linie dźwigu wynosi 15 ton, a siła ściskającą wynosi 253kN.