Zadanie 9
Na powierzchni ruchomego stożka o kącie przy podstawie a obracającego się ze stalą prędkością kątową 00 znajduje się punkt materialny o masie m. W jakiej największej odległości r od osi obrotu może pozostawać ten punkt aby nie nastąpił jego poślizg po tworzącej stożka. Współczynnik tarcia statycznego wynosi JX.
Poniższy rysunek przedstawia siły działające na punkt materialny
gdzie: T — siła tarcia
P — siła ciężkości Fod — siła odśrodkowa N — siła reakcji podłoża
Poślizg nie zajdzie, gdy: Fajcosa + Psina < T (1), Fad = P = mg, T = Np (2)
N wyznaczamy z równowagi sił w kierunku pionowym- N + Foasina — Pcosa = 0 czyli: N = Pcosa — Fodsina i podstawiamy do (2)
r * _ / PCt&Cf
oczywiście musi być: Pcosa — Foasina > 0, stąd: mgcosa > morrsina -*• mź J ———
T = (Pcosa — Fadsina)p i podstawiamy do (1), Fajcosa + Psina < (Pcosa — F0asina)p Fodcosa + Psina < (Pcosa — Foasina)p — moAcosa + mgsina < (mgcosa — m&Asinajp
stąd po przekształceniach otrzymujemy:
^ g(pcosa—sina) _ g(pcosa—sina)
ca2(psina 4-cosa) cz^- max co2 (psina 4-cosa)