Вычисление энергии при столкновении двух тел.

[Oleksander]

Всем здравствуйте.
Наткнулся на ГОСТ по испытанию велосипедных рам.
И, значит, там их испытывают падающим грузом массой 50 кг с высоты 20 см. Я так понимаю, что это имитация столкновения с преградой.
И мне стало интересно какую же скорость велосипеда имитирует это испытание.

Думал, что задача решается таким образом:
$U= m1 \cdot g \cdot h=50 \cdot 9.8 \cdot 0.2=100 Дж$
$ T=(m2 \cdot V^2)/2;$
$ T=U;$
$100=(80 \cdot V^2)/2;$
$V=(200/80)^{0,5}=1.58 км/ч $
где 80 -- масса человека, кг
Но, больно уж маленькая скорость получается)) Где моя ошибка?

[DimaM]

Oleksander в сообщении #1041352 писал(а):

Но, больно уж маленькая скорость получается)) Где моя ошибка?

А почему у вас масса одна и та же в формулах? Насколько я смог понять, потому как формулы почти нечитаемы - оформите их по-человечески.

(Оффтоп)

Ну и попробуйте на скорости 5.5 км/ч впилиться лбом в стену - мало не покажется.

[Oleksander]

DimaM в сообщении #1041354 писал(а):

Oleksander в сообщении #1041352 писал(а):

Но, больно уж маленькая скорость получается)) Где моя ошибка?

А почему у вас масса одна и та же в формулах? Насколько я смог понять, потому как формулы почти нечитаемы - оформите их по-человечески.

(Оффтоп)

Ну и попробуйте на скорости 5.5 км/ч впилиться лбом в стену - мало не покажется.

Масса в формуле потенциальной энергии 50 кг (масса груза а стенде).
Масса в формуле кинетической энергии 80 кг (средняя масса человека)

[DimaM]

Oleksander в сообщении #1041355 писал(а):

Масса в формуле потенциальной энергии 50 кг (масса груза а стенде).
Масса в формуле кинетической энергии 80 кг (средняя масса человека)

А буковка одна и та же. Нехорошо это.
Ну и, как я выше уже писал, полтора метра в секунду непосредственно в стену - это больно.

[Oleksander]

DimaM в сообщении #1041356 писал(а):

Oleksander в сообщении #1041355 писал(а):

Масса в формуле потенциальной энергии 50 кг (масса груза а стенде).
Масса в формуле кинетической энергии 80 кг (средняя масса человека)

А буковка одна и та же. Нехорошо это.
Ну и, как я выше уже писал, полтора метра в секунду непосредственно в стену - это больно.

Наверное, больно))
Но, главный вопрос, остался открыт) Задачу-то я решил правильно?)

[DimaM]

Oleksander в сообщении #1041360 писал(а):

Задачу-то я решил правильно?

Трудно понять - уж больно коряво формулы написаны.

[Oleksander]

DimaM в сообщении #1041361 писал(а):

Oleksander в сообщении #1041360 писал(а):

Задачу-то я решил правильно?

Трудно понять - уж больно коряво формулы написаны.

да что же не так с формулами?)

Давайте подробно:
Есть масса груза и высота его падения. Находим потенциальную энергию.
$U= m_1 \cdot g \cdot h=50 \cdot 9.8 \cdot 0.2=100 Дж$

Зная, что потенциальная энергия равна кинетической, в формулу кинетической энергии
$ T=(m_2 \cdot V^2)/2$
подставляем значение потенциальной (100 Дж), массу велосипедиста $ m_2=80 $ кг и получаем следующее:
$ 100=(80 \cdot V^2)/2 $
Выражаем V
$ V=(200/80)^{0,5}=1.58 $ м/с

[upgrade]

Oleksander в сообщении #1041352 писал(а):

Я так понимаю, что это имитация столкновения с преградой.

как вариант - это имитация подпрыгивания велосипедиста на велосипеде - намного более частая и соответственно важная нагрузка, чем встреча велосипеда со стеной.

[DimaM]

Oleksander в сообщении #1041364 писал(а):

да что же не так с формулами?

Теперь нормально.

Oleksander в сообщении #1041364 писал(а):

Выражаем V
$ V=(200/80)^{0,5}=1.58 $ м/с

Разумный результат.

-- 30.07.2015, 12:57 --

upgrade в сообщении #1041367 писал(а):

как вариант - это имитация подпрыгивания велосипедиста на велосипеде

Тут хорошо бы геометрию испытательной процедуры знать. Как стоит (лежит) рама, куда падает груз.

[Oleksander]

upgrade в сообщении #1041367 писал(а):

Oleksander в сообщении #1041352 писал(а):

Я так понимаю, что это имитация столкновения с преградой.

как вариант - это имитация подпрыгивания велосипедиста на велосипеде - намного более частая и соответственно важная нагрузка, чем встреча велосипеда со стеной.

Нет, там рама стоит вертикально, и груз падает сверху. Т. е. получается удар "в лоб". При прыжке удар как бы сверху.

-- 30.07.2015, 11:00 --

upgrade в сообщении #1041367 писал(а):

как вариант - это имитация подпрыгивания велосипедиста на велосипеде

Тут хорошо бы геометрию испытательной процедуры знать. Как стоит (лежит) рама, куда падает груз.[/quote]

Получите!)
http://docs.cntd.ru/picture/get?id=P015 ... size=small

[Geen]

Oleksander в сообщении #1041371 писал(а):

Получите!)

Это не рамы испытание, а передней вилки получается.....

[Oleksander]

Цитата:

Oleksander в сообщении #1041364 писал(а):

Выражаем V
$ V=(200/80)^{0,5}=1.58 $ м/с

Разумный результат.

Что же здесь разумного? Моделируют ситуацию, когда велосипед едем 5.6 км/ч. Это же скорость пешехода, а не велосипедиста))
Я так понимаю, что нужно модельировать ситуацию, когда велосипед едет на скорости чуть выше среднего. Мы же проверяем раму на прочность. Выдержит она или нет этот удар.

[DimaM]

Oleksander в сообщении #1041375 писал(а):

Что же здесь разумного? Моделируют ситуацию, когда велосипед едем 5.6 км/ч.

И въезжает в препятствие выше середины колеса. Причем едет без колес, потому что стукается сразу вилкой.

При нормальной езде шины и колеса тоже ничотаксебе амортизируют.
Кстати про испытание колес (видео) http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=DYSZkwSF9MI.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы).

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.