lec_07 (962874), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В процессе ускорения колеса скорость вращения приводного цилиндра должна уменьшиться. Но это уменьшение будет незначительным и им можно пренебречь. Итак, принято допущение о постоянстве угловой скорости приводного цилиндра .
Выясним на что расходуется энергия приводного двигателя, помимо того, что она рассеивается в виде тепла. Некоторая часть энергии расходуется на приведение во вращение колеса и запасается в нем в виде кинетической энергии. Часть энергии рассеивается из-за трения в подшипниках стенда и часть энергии поглощается в результате упругой деформации покрышки. Эти две составляющие безусловно малы в сравнении с кинетической энергией колеса и ими можно пренебречь. Итак, принято еще одно допущение, в соответствие с которым подводимая к колесу от приводного двигателя энергия частично запасается в виде кинетической энергии колеса и частично рассеивается в виде тепла в окружающую среду из-за проскальзывания колеса по отношению к приводному цилиндру.
Используя физические законы необходимо получить дифференциальное уравнение, отражающее процесс ускорения колеса.
Для вывода этого уравнения рассмотрим работу приводного двигателя за время dt. Она составит:
Силу F можно найти, применяя к колесу 2 закон Ньютона:
где – момент инерции, а
– угловое ускорение колеса.
В результате для работы приводного двигателя будем иметь:
в). Исследование модели.
Работа приводного двигателя в процессе разгона колеса, когда изменяется от 0 до
(расчетное значение скорости), определяется интегрированием уравнения модели:
Но , откуда
. Поскольку кинетическая энергия, приобретенная колесом составляет
, то количество рассеиваемой энергии определяется:
г). Перенос результатов с модели на оригинал.
В данном случае параметры модели точно соответствуют физическим параметрам оригинала.