занимательная математика. решаем интересные задачки

kaetzchen

mixon46 писал(а):У меня есть реле времени РВ6 от старой стиральной машины. Это механический таймер на 6 мин 40 сек. Я засекал время. И мне интересно с точки зрения физики его работа. Заводя пружину мы сообщаем ей часть своей энергии. Эта энергия тратится на работу маятника, вращения шестерней. Так вот какую работу совершит данное устройство за эти 6 мин 40 сек? что нужно знать для расчета работы совершаемой пружиной? Крутящий момент? Трением пренебречь.

если упростить и откинуть всякие там нелинейности, то это просто работа пружЫны. Сообщили ей энергию и через редуктор разряжаем (есть игрушки такие- втч. заводные машинки, ездят на пружЫне) берем Динамометр, или весы крючковые, они же та же пружЫна калиброванная,
Цепляем на измеряемый объект (если есть такая возможность) и взводим на 6 мин, 40 сек. Смотрим скока на шкале и гуглим шо делать с этим отсчетом дальше, а то я сам забыл

Трением пренебречь.

Жируем..

Реклама

mixon46

Ну правильно. Тут всю работу совершает пружина. часовой механизм служит своего родом распределителем энергии. Что бы пружина сразу не раскрутилась. Можно посчитать крутящий моомент раскручивания пружины что бы узнать совершаемую ей работу и мощность вырабатываемую устройством.

mixon46

Андрей Бедов писал(а):

светодиоды всегда пляшут от тока)) ага

Реклама

Андрей Бедов

Это я к тому, что когда нечего делать, всякий находит себе альтернативное занятие...

Даже кот.

Реклама

mixon46

Андрей Бедов писал(а):Это я к тому, что когда нечего делать, всякий находит себе альтернативное занятие... Даже кот.

мне интересно да. я люблю физику и электротехнику. но это не профессия а хобби. так я электромонтер по ремонту и обслуживанию электрооборудования и пожарный кем сейчас и являюсь. ну вот тянет меня к физике. мне вот и интересно сколько энергии может выработать это интересное устройство. какую работу оно совершит за 6 минут. у меня есть идеи как сделать источник питания на основе взвода механической пружины. как бы сказать автономный источник питания для подзарядки мобильных устройств

Реклама

Андрей Бедов

Даже и не надейтесь на какой-то приемлемый результат.
Знаю я эти таймеры. Цилиндрический, металлический. Выходит вал с ручкой. С торца две пары контактных винтов.
Потенциальной энергии в такой пружине - шиш да ничего.
Второй вопрос: с помощью чего Вы собрались преобразовывать потенциальную энергию пружины в электроэнергию?
Максимум, на что она наверно способна - это раскручиваясь, мигнуть светодиодом. И раскрутиться она должна очень быстро, практически мгновенно, а не за шесть минут.

mixon46

если убрать пару шестеренок то сила давящая на маятник будет больше. маятник будет совершать большее количество колебаний. время таймера сократится. а маятник совершает возвратно поступательные движения. к нему можно "наверно" приделать шатун с магнитом и катушку. но я не уверен. поэтому мне нужно знать сколько работы совершает данное устройство и возможно ли вообще на основе завода пружины сделать подобное устройство

я пытаюсь придумать новые принципы получения энергии. когда нибудь кончится и уран. останется только солнечный свет который вы наверно знаете на 1 кв/м светит 10 100 ватных лампочек. то есть 1 киловатт. это очень много если рассчитать весь диаметр орбиты земли

Андрей Бедов

к нему можно "наверно" приделать шатун с магнитом и катушку. но я не уверен. поэтому мне нужно знать

А если просто подключить жизненный опыт и здравый смысл, и подумать?
По-моему, тут и вычислять ничего не надо...

Возьмите планируемую катушку и магнит в руки, и сымитируйте "качания" баланса механизма. Подключите к катушке мультиметр, измерьте получаемое напряжение. Попытайтесь зажечь хотя-бы светодиод.

Вы видели электромеханические зарядки для мобильных телефонов, с ручным приводом? Там внутри стоит полноценный генератор, который вращают рукой. Сравните усилие руки и Вашей пружинки.

Не занимайтесь ерундой, пожалуйста.

HariusHek

Андрей Бедов писал(а):Вы видели электромеханические зарядки для мобильных телефонов, с ручным приводом? Там внутри стоит полноценный генератор, который вращают рукой. Сравните усилие руки и Вашей пружинки.

Не занимайтесь ерундой, пожалуйста.

Не всё так печально. Лет 20 - 30, если не больше, уже выпускаются приёмники для стран Африки с пружинным приводом генератора.

Андрей Бедов

Да, но не с приводом от таймера стиральной машины, который сам себя-то еле шевелит...

mixon46

Ладно не буду страдать ерундой. Не хватит энергии пружины для этого дела. А если и хватит то пружина должна быть огромной что фиг заведеш. Такую в карман не засунеш.

mixon46

Помогите решить задачу. Есть аккумулятор 7 вольт. Его внутреннее сопротивление 1 ом. Какое нужно подключить внешнее сопротивление что бы на нем выделилась максимальная мощность? Ответ вроде прост. 1 ом. Тоесть согласованная нагрузка. Но как это доказывается по функции и ее производной? Мне надо в универ скажу честно. Не могу просто понять

WiseLord

Элементарно ведь. Вы, похоже, даже не пытались.

Напряжение питания U, сопротивление источника r, сопротивление нагрузки R.
Ток в цепи I = U/(R+r).
Мощность на резисторе P(R) = I²R = U²R/(R+r)² = U²(R+r-r)/(R+r)² = U²/(R+r) - U²r/(R+r)² ;
Производная P'(R) = -U²/(R+r)² + 2U²r/(R+r)³ = 0, сокращаем на U²/(R+r)²
-1 + 2r/(R+r) = 0, или 2r/(R+r) = 1
Отсюда 2r = (R+r), или, r = R - условие максимума мощности.

mixon46

элементарно говорит. конечно когда знаешь что такое производная и для чего она нужна то все элементарно. но мы то в школе их вроде не изучали

WiseLord

Странно, мы в своё время изучали (11 класс, 2000 год). Да и тут речь про университет шла, а не про школу.

А так-то, и на самом деле элементарно. Ведь что такое производная - это скорость изменения функции. Чем "резвее" функция идёт вверх, тем выше её производная в этой точке, вниз - тем ниже. Когда функция достигает максимума (или минимума), мы имеет "горб" или "впадину" на графике, и в этой точке производная равна нулю, так как значение функции в ней не меняется.

Очевидно, для мощности, это будет именно максимумом, а не минимумом. Если взять нагрузку R = 0, то напряжение на ней падать не будет, поэтому мощность на ней будет равна нулю (P = UI). Аналогично, при бесконечном R ток в цепи будет равен нулю, что означает опять же нулевую мощность. И только при каком-то промежуточном R будет наблюдаться максимум, когда что U, что I достигнут таких значений, что их произведение будет максимально возможным. Вот тут-то и вступает в роль производная, приравниваемая к нулю.