4 svar
380 visningar
Chrisrs 49 – Fd. Medlem
Postad: 14 feb 2018 22:50

Integralen för tröghetsmomentet

Hej!

Skulle behöva lite tips gällande följande uppgift:

En kvadratisk ram väger 2 kg. Ramens sida är 30 cm. Ramen börjar rotera runt en axel som ligger parallellt med två av kanterna och skär ramens masscentrum. Anta att kanternas tjocklek är försumbar. Vad blir tröghetsmomentet för denna rotation? Beräkna lämpligen tröghetsmomentet för varje kant var för sig och lägg ihop.

Jag tänker mig att det ser ut såhär:

Vet att jag ska beräkna tröghetsmomentet T med hjälp av följande integral:

T =Kr2dm

Vet dock inte hur jag kommer vidare, så tips uppskattas!

pi-streck=en-halv 497 – Fd. Medlem
Postad: 14 feb 2018 22:58 Redigerad: 14 feb 2018 23:08

Men, då har du fyra kanter. Och du behöver räkna ut tröghetsmomentet för två av dem. En horisontell, och en vertikal. Sedan kan du bara dubblera resultatet för att få tröghetsmoment för alla fyra kanter.

Så en kant väger 14·2 \frac{1}{4} \cdot 2 kg.

Den horisontella kanten behöver du ingen integral för, eftersom att alla masselement ligger på samma avstånd från rotationsaxeln.

Och den vertikala kanten kan du räkna ut genom att integrera från x=-15 x=-15 till x=15 x=15 cm, där avståndet r=x r = x , och dm=ρdx dm = \rho dx där ρ \rho är linjedensiteten för ena kanten.

Borde funka?

Chrisrs 49 – Fd. Medlem
Postad: 14 feb 2018 23:30 Redigerad: 14 feb 2018 23:50
pi-streck=en-halv skrev :

Men, då har du fyra kanter. Och du behöver räkna ut tröghetsmomentet för två av dem. En horisontell, och en vertikal. Sedan kan du bara dubblera resultatet för att få tröghetsmoment för alla fyra kanter.

Så en kant väger 14·2 \frac{1}{4} \cdot 2 kg.

Den horisontella kanten behöver du ingen integral för, eftersom att alla masselement ligger på samma avstånd från rotationsaxeln.

Och den vertikala kanten kan du räkna ut genom att integrera från x=-15 x=-15 till x=15 x=15 cm, där avståndet r=x r = x , och dm=ρdx dm = \rho dx där  är linjedensiteten för ena kanten.

Borde funka?

Tack! Ber om ursäkt för dum fråga, men beräknar jag linjedensiteten ρ =ML där M = 0.5 kg (massan av en sida) och L = 0.3 m (längden av en sida)? 

Isåfall så blir väl integralen för den vertikala sidan:

 -0.150.15x2dm=-0.150.15x2ρdx=-0.150.15x2(0.50.3)dx =0.00375 kg×m2 som jag sedan multiplicerar med 2 för att få tröghetsmomentet för båda sidor?

pi-streck=en-halv 497 – Fd. Medlem
Postad: 14 feb 2018 23:43

Ja, det ser rimligt ut tycker jag.

Chrisrs 49 – Fd. Medlem
Postad: 14 feb 2018 23:53 Redigerad: 14 feb 2018 23:58
pi-streck=en-halv skrev :

Ja, det ser rimligt ut tycker jag.

Stort tack!

För de horisontella sidorna borde väl momentet då vara T=M×L2? Alltså T=0.5×0.152=0.01125 kg×m2

Så då blir det totala tröghetsmomentet (om jag uppfattat rätt):

Ttot=((2×0.00375)+(2×0.01125)) kg×m2 =0.03 kg×m2

Svara
Close