Klub 44F - zadania XII 2019»Zadanie 688
o zadaniu...
- Zadanie pochodzi z artykułu Klub 44F - zadania XII 2019
- Publikacja w Delcie: grudzień 2019
- Publikacja elektroniczna: 30 listopada 2019
- Artykuł źródłowy w wersji do druku [application/pdf]: (374 KB)
Na nieruchomej taśmie transportera leży klocek o masie
przyczepiony do ściany za pomocą sprężyny o współczynniku sprężystości
(rys. 1). Taśmę wprawiono w ruch ze stałą prędkością
i po pewnym czasie ustaliły się drgania harmoniczne klocka. Znaleźć czas, po którym to nastąpiło, oraz amplitudę ustalonych drgań. Współczynnik tarcia klocka o taśmę jest równy 

oraz siła sprężystości
gdzie
jest wydłużeniem sprężyny. Siły te równoważą się, gdy wydłużenie sprężyny osiąga wartość
Musimy rozważyć dwa przypadki: 1) Klocek dojdzie do położenia równowagi z prędkością
; 2) Klocek osiągnie prędkość taśmy, zanim dojdzie do położenia równowagi.
od położenia równowagi. Zależność wydłużenia sprężyny od czasu opisuje równanie
gdzie częstość drgań
Przesunięcie fazowe
wyznaczamy z warunku początkowego
i otrzymujemy
Zależność
ilustruje rysunek 1. Prędkość klocka opisuje równanie
Prędkość maksymalna w położeniu równowagi wynosi 
Klocek osiąga prędkość taśmy po czasie
Tarcie staje się wtedy tarciem statycznym i równoważy siłę sprężystości. Klocek porusza się ruchem jednostajnym do chwili, gdy znajdzie się w położeniu równowagi, a tarcie ponownie osiągnie wartość
Od tego momentu tarcie pozostaje stałe, a klocek porusza się ruchem harmonicznym z taką samą częstością
ale z inną amplitudą. Amplituda prędkości wynosi teraz
(z taką prędkością klocek przechodzi przez położenie równowagi), zatem amplituda drgań dana jest wzorem
Ustalone drgania rozpoczną się po czasie
Ilustruje to rysunek 2.

