ملتقى الفيزيائيين العرب - الرجاء مساعدتي في هذه المسالة نقل القوة بواسطة صندوق التروس

الرجاء مساعدتي
لدينا ذراع قوةr1=1m)1m ) توثر عليه قوة F1
مرتبط بنهايته ترس قطره 10سم (r2=0.05)
شبيه جدا ببدال الدراجة
اذن القوة عند سن الترس سوف تكون F2
F2=F1*r1/r2
هذا الترس وطبعا ذراع القوة يدور دورة واحدة في الدقيقة rpm1=1
هذا الترس هو البداية في صندوق تروس ليخرج لنا سرعة دوران 100 دورة في الدقيقة rpm2=100
محور الدوران الخارج من صندوق التروس قطره 4سم مرتبط به عجلة في وضع اتزان تدوربسرعة الخرج 100 دورة في الدقيقة
كتلة العجلة 25 كجم
قطرها 50 سم(r=0.25 m )
المطلوب الاتي بالمعادلات( بفرض ان الاحتكاك يساوي صفر وكفائة صندوق التروس 100%):
1-ما هي القوة اللازمة لتدوير العجلة من الصفر وحتى 100 دورة؟ وما هي القوة اللازمة لكي تحافظ العجلة على نفس السرعة 100rpm لمدة طويلة يوم مثلا او اكثر؟
الاجابة
السرعة الزاوية =
ω =2π*rpm/60
ω =2*3.14*100/60= 10.5 rad/sec
العجلة (a)=مربع السرعة الزاوية*نصف القطر=ω2*r
a=10.5*10.5*0.25=27.6 m/sec2
القوة =الكتلة *العجلة

F3=ma=27.6*25=689 Neoten
هل هذه الاجابة صحيحة ؟واين توثر هذه القوة هل على محور الدوران ام على محيط الطارة؟
ولو على محور الدوران هل لقطره تاثير ؟ يعني القطر 4سم مثل القطر 2سم لمحور الدوران؟
قرات ايضا ان العجلة بعد دورانها سوف تحتاج فقط الى 12% من هذه القوة يعني 83 نيوتن لكي تحافظ العجلة على نفس السرعة
فهل هذا صحيح ؟ الواقع يقول ان القوة سوف تقل و لكن كم ستكون؟
2-كيف نحسب القوة الموثرة على ذراع القوة(F1) من خلال معرفتنا للقوة اللازمة لتدوير العجلة(F3)؟
3-هل القوة الداخلة الى صندوق التروس(F2) مساوية للقوة الخارجة منه؟
اقصد القوة بالنيوتن وليس القدرة بالواط
وكيف نحسبها؟
4-هل لقطر اخر ترس في صندوق التروس المرتبط بمحور دوران العجلة تاثير على القوة الخارجة من الصندوق ؟يعني لوقطر الترس الاخير 5 سم غير مايكون 10سم مع مراعاة ان تكون سرعة الدوران 100 في الدقيقة؟
5-هل العجلة في الوضع الافقي مثل الوضع الراسي تحتاج نفس القوة؟
ارجو الاجابة بالمعادلات والقوانين الله يجزيكم كل خير

[IMG]http://upimage.us/server/php/files/j...281249%29.jpeg[/IMG]

[IMG]

[IMG]http://upimage.us/server/php/files/j...281250%29.jpeg[/IMG][/IMG][/SIZE]