[Нильсен]

Здравствуйте!
Помогите, пожалуйста, в, наверное, простом вопросе (но я его, к сожалению, пока его не освоил):
Объект 40 кг. К нему привязан трос. Пока трос не натянут объект разгоняется до скорости 10 км/ч. С какой силой он дёрнет стену, к которой привязан трос с другой стороны, когда трос натянется?
Как это проще всего посчитать?

[Хмурый]

изучайте вопрос об ударном воздействиии

[Нильсен]

Спасибо, постараюсь в будущем поизучать
А в этом случае есть очень простое решение?

[STAJOR]

Сообщение от Нильсен А в этом случае есть очень простое решение?

Может это просто закон Ньютона про F=m*a? Здесь "а" – это ускорение (отрицательное) при заданном времени торможения от 10км/час до ноля. Многое зависит от массы, времени выпрямления и жёсткости троса. Т.е. чем меньше жёсткость, тем больше время торможения... Короче, какя допускается погрешность ответа?

[Нильсен]

Я, наверное, совсем неправильно сформулировал вопрос.
Вот здесь ссылка на видео: http://www.shans-online.com/news/201...plekse_abakan/

Ворота падают на мальчика, который зацепился за внутреннюю сетку-гаситель ворот и потянул её.
Какой груз (масса не менее) должен лежать на задней части основания, чтобы такое было невозможно. Высота ворот 2 м, ширина основания 1 м. Ребёнок 30-40 кг.
Помогите, пожалуйста, разобраться!

[yrubinshtejn]

Сообщение от STAJOR Короче, какя допускается погрешность ответа?

Что значит погрешность?!

Импульс

Импульс силы

[eilukha]

Как это проще всего посчитать?

- приравняйте кинетическую энергию объекта к работе искомой силы на заданном премещении. Для простоты считайте, что сила постоянная при премещении, а само перемещение (деформация и др.) задайте примерно, например, 40 мм.

[slava217]

Сообщение от Нильсен С какой силой он дёрнет стену, к которой привязан трос с другой стороны, когда трос натянется?

А вот это в очень большой степени зависит от упругости троса

[Serge Krasnikov]

Все гораздо проще будет если переформулировать вопрос. Сила с которой дернул, скажем так мальчик, ворота при которой оные упали.
С одной стороны равенства плечо от центра тяжести ворот до крайней точки, на силу тяжести ворот
С другой стороны высота троса на которой он дернул, на искомую силу.
Равенство составлено остается только решить, искомая сила естественно больше этой величины.
По моему так.

[eilukha]

Сила импульс с которой дернул, скажем так мальчик, ворота при которой оные упали. С одной стороны равенства плечо от центра тяжести ворот до крайней точки, на силу тяжести ворот

- задача не может быть решена только ур-ми статики, здесь динамика...

[Нильсен]

Сообщение от STAJOR какя допускается погрешность ответа?

Погрешность расчётов здесь, конечно, допускается большая. Необходимо примерно понять, примерно какой груз наверное может противостоять такому процессу падения ворот.
Или по другому: Есть мнение, что мешок с песком массой 20 кг положенный на заднюю кромку основания ворот мог предотвратить этот трагический инцидент. В это не верится.

Вот фотография этих ворот, которые упали (мешок там лежит, но перед трагедией его не положили)

[Малевич]

Сообщение от Нильсен Необходимо примерно понять, примерно какой груз наверное может противостоять такому процессу падения ворот.

Опрокинуть в игре можно почти всё и никакой мешок не поможет; разве что рельсом пригрузить. Такие ворота должны крепиться к полу фиксаторами: http://sport-m.ru/vsp.php?subcat=57&brand=141&

А по вопросам устойчивости сюда.

[АлексИ]

Надо подвесить их тросом за балку вверху на потолке, и падать на будут

[Tyhig]

Нельзя такие ворота детям проектировать.
Какое ударное воздействие ?
Думаете как бы побольше детишек инвалидами сделать ?
Чего, нормальные ворота с исключением опрокидывания не судьба сделать ?

Нильсен...
Съездите, вон, в Швецию, посмотрите на их ворота.

[STAJOR]

Сообщение от Нильсен Необходимо примерно понять, примерно какой груз наверное может противостоять такому процессу падения ворот.

Предлагаю для обсуждения. Думаю, что беспредельно надёжное крепление тоже имело бы свои недостатки: подобный рывок всё равно травмоопасен (мы падаем, когда неожиданно зацепляемся за что-либо и тоже травмируемся). Может быть в систему крепления ворот следует включить упругие элементы (пружина, резина...) вместо тяжёлого груза и крепких "верёвок"?

[Нильсен]

Спасибо за комментарии! Да, всё именно так как Вы пишите. И ворота именно фирмы Mondo. Ссылка помогла понять, что именно эти ворота должны были быть прикручены к полу.
Вообще, согласно официальных правил ФИФА, ворота могут не прикручиваться к полу, в случае если... (там написано на 6-й странице: http://www.amfr.ru/site_media/media/...2f49a8b9ff.pdf )
Уважаемые форумчане! Вы же Инженеры и умеете разговаривать на языке цифр и расчётов. Первоначально помогите разобраться в той ситуации, которая произошла. Какой примерно минимальный груз мог помочь избежать трагедии.
Мои соображения:
Ворота, в данном случае, получились как весы. Одна чаша весов 2 метра (высота ворот), другая чаша весов 1 метр (глубина основания ворот). Если мальчик тянет за сетку-гаситель, прикреплённую к верху ворот своей массой 30 кг, то уравновесить это можно было грузом на основании 60 кг.
Но он же ещё бежит со скоростью примерно 3 м/с, спотыкается и тянет верх ворот не только своей массой, но и силой инерции. То есть нагрузка на верх ворот не 30 кг., а больше.
Но вот насколько больше? Как посчитать? У меня не получается. Покажите примерный пример расчёта, пожалуйста!

[Ivan_Ivanov]

Судить вас за несчастный случай будут не по правилам ФИФА. Не пойму к чему все эти расчеты, ищите нормы(Российские, Украинские и т.д) и устанавливайте как там написано. Подобная тема здесь уже была:
http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=68908&pp=10000
А судя по "СП 31-115-2006. Открытые плоскостные физкультурно-спортивные сооружения":
http://www.gosthelp.ru/text/SP311152...tyeplosko.html
следует: Оборудование поля состоит из одной пары ворот (стационарных или съемных) и четырех угловых флагов... т.е можно и не крепить, но имейте в виду-дети это дети, и я бы на вашем месте считал на "максимальную" нагрузку-на всех игроков обоих команд (кол-во игроков, вес и скорость). Бред конечно, но по другому никак. Короче крепите к полу и спите спокойно.

[Нильсен]

Вы разговариваете со мной как со взрослым дядькой
Я школьник и учусь играть в футбол.
Почему спрашиваю? Рассказываю. Нашему тренеру говорят, что если бы он положил мешок с песком на заднюю кромку основания, то это предотвратило бы инцидент.
Так какой мешок-то должен был быть?????

[Ivan_Ivanov]

Короче не экспериментируйте с мешками, вам уже писали-либо крепите к полу, либо сзади крюком с тросом к стене. ТОЧКА.
З.Ы. У вас в школе по идее должен физик быть, вот ему и задайте вопрос, только для начала перемеряйте ворота, определите профиль (сечение стоек и т.д.) и материал(физику понадобиться плотность для определения центра масс)). Я думаю вам это тоже будет полезно. И на будущее-правила техники безопасности написаны кровью.

[Нильсен]

Спасибо..
С нашим уважаемым физиком пенсионером разговаривали. Он тоже час жизни учил, а как можно посчитать - разговор так и не получилось конкретизировать.

Господа Инженеры!
Помогите примерно определиться с вопросом!
Ворота высотой 2 м, глубина основания 1 м. Если мальчик тянет за сетку-гаситель, прикреплённую к верху ворот своей массой 30 кг, то уравновесить это можно было грузом на основании 60 кг.
Но он же ещё бежит со скоростью примерно 3 м/с, спотыкается и тянет верх ворот не только своей массой, но и силой инерции. То есть нагрузка на верх ворот не 30 кг., а больше.
Но вот насколько больше? Как посчитать? У меня не получается. Покажите примерный пример расчёта, пожалуйста!


Если это необходимо:
Ворота на фотографии выше
Профиль штанг и перекладины - квадрат со стороной 100 мм, материал - алюминий
Другие трубки - круглые, диаметр 30 мм, материал - алюминий.

[Ivan_Ivanov]

Как бы вам не считали, и кто бы вам не считал, расчет будет с большим числом "допущений"-пренебрегать будут силой трения, точкой приложения силы и т.д. Мне это вообще напоминает анекдот-10 милиционеров плыли на плоту, плот перевернулся и все милиционеры утонули. Вопрос-сколько милиционеров погибло. Ответ-20... Еще десять во время следственного эксперимента. Это я к тому, что прийдется еще кем то пожертвовать, чтобы проверить правильность данного расчета.
Я подобного давно не считал, у меня в основном статика. Хотите надежности-берите два биг-бега по 2 т. и я думаю их и вся команда не перевернет. И кому вы хотите показать этот результат? Он даже прокуратуру не заинтересует, там берут в расчет только проектную документацию. Вряд ли на установку ворот был проект.

[Нильсен]

Нет, Иван, жертвовать никем не придётся.
Это вопрос НЕ для использования в будущем. Это про прошлое.
И не для прокуратуры, а для понимания того что произошло и можно ли это было легко избежать.
Мне, к примеру, здесь вообще не понятны масштабы силы инерции.
Она соизмерима с массой ребёнка или она ничтожно мала что ею смело можно пренебречь?

[Ivan_Ivanov]

Вот вам сила инерции Fи=−ma
http://www.fxyz.ru/%D1%84%D0%BE%D1%8...6%D0%B8%D0%B8/
Найдите толковый форум по теоретической механике, там вам помогут.
Желательно форум где решают задачи по проектированию боковых отбойников на дорогах с применением сеток.

[Нильсен]

Тогда получается так:
1) Массу берём 30 кг
2) Рассчитываем примерное ускорение:
скорость примерно 3 м/с
анализируя видео время воздействия берём 0,3 сек
следовательно ускорение: 3 м/с делим на 0,3 сек равно 10 м/с в квадрате.
3) Сила инерции следовательно составляет:
F = 30 кг умножить на 10 м/с в квадрате = 300 Н
4) В килограммах это примерно 30 кг (сила инерции значит примерно соизмерима с массой ребёнка)
ВЫВОД: есть вероятность того, что 30 кг массы и 30 кг инерции мог уравновесить мешок с песком массой 120 кг.

Если я не прав - поправляйте.

[Ivan_Ivanov]

Если бы задачка была такой простой, ваш физик точно бы управился)) Представьте что вы сидите на качели с другом(качели работающие по принципу весов, забыл как называются)) ваш вес и вес вашего друга по 30кг. вы просто сидите, т.е. вы уравновешенны. а потом вы встаете, и прыгаете на свое место с высоты 2м. Что будет с вашим другом? Он "улетит", и тут все посчитать просто , ваше mgh перейдет в его mv*v/2. У вас же ворота надо представить как систему, у которой измениться энергия при воздействии извне, и по изменению энергии можно судить о силе ее вызвавшей. но тут и конечная система получается мальчик+ворота, где часть энергии потеряется(рассеется) при ударе о сетку, и ворота надо представить как стоящие на шарнирах, чтобы было проще посчитать момент и реакции. а если считать через силу трения-это еще сложнее, проще моделировать в ANSYS)). Я такого лет 15 с института не считал. Если у вас есть знакомые друзья, имеющие братьев(сестер) учащихся в технических вузах, попросите их отнести эту задачу преподавателям по теоретической механике, они должны справиться. Но имейте ввиду, если бы они(преподы) знали, что от этого расчета зависит чья то жизнь, думаю они бы все "ушли в сторону", от греха подальше)))

[Нильсен]

Так а что в моём примерном расчёте смущает?
Где я ошибаюсь?

[slava217]

Сообщение от Нильсен Где я ошибаюсь?

1. Вы ошибаетесь в расчете ускорения.
2. Обратите свое внимание на закон сохранения импульса

[Ivan_Ivanov]

Короче если представить что ворота стоят на шарнирах, а профиль ворот в виде прямоугольника для простоты(центр масс расположим в центре прямоугольника), тогда для того чтобы опрокинуть ворота наши необходимо приложить силу, которая наклонит наши ворота и центр масс сместиться(проекция его будет за опорой, на которой находиться стойка), тогда момент будет достаточным для опрокидывания ворот. короче это нарисовать лучше, но времени нету у меня сейчас((. важно еще учесть и точку приложения силы. а вы посчитали непонятно что. Силу инерции правильно посчитали, а дальше непонятно-откуда 120кг? нужно уравнение хоть какое то составить суммы моментов, а оттуда по длине плеча и моменту найденному найти силу. Но сумма моментов тут не подойдет-это для статики, а как с динамикой быть не помню(((..

[Jndtnxbr]

Случай, конечно, ужасный...
Уж не знаю, почему физик не смог решить, задачка-то простая, школьная. Тут есть два варианта:
1. мешок просто лежит где-то на задней перекладине и не связан с ней. В этом случае задача действительно очень сложная и трудно разрешимая, т.к. слишком много факторов определяют процесс выскальзывания трубы из под мешка.
2. мешок надежно связан с трубой. Тогда решение в приложении.

[Deimos]

Сообщение от Нильсен Вы разговариваете со мной как со взрослым дядькой Я школьник и учусь играть в футбол.

не верю

[Ivan_Ivanov]

Jndtnxbr -"Положение по высоте точки, в которую ударяет тело, не влияет на результат задачи об опрокидывании конструкции"-т.е момент, созданный при ударе в верхнюю точку стойки(2000мм допустим), и в точку расположенную на высоте 100 мм от уровня пола будет одинаковым? Очевидно нет. Решение ,конечно, очень простое-изменение положения центра масс в силовом поле и работа с ней связанная, но мне чутье подсказывает - что-то тут не так... Помнятся мне задачи по теормеху в институте с полетом какой-то какашки через реку(задача по динамике), то мы там долго мозг свой сушили над ней)).

[Jndtnxbr]

Ivan_Ivanov

момент, созданный при ударе в верхнюю точку стойки(2000мм допустим), и в точку расположенную на высоте 100 мм от уровня пола будет одинаковым? Очевидно нет.

Интересно, о каком моменте Вы говорите? Тут их много разных и все меняются во времени. И что означает аргумент: "очевидно нет", против формул?
Повторяю: чем выше будет точка столкновения тела с воротами, тем мягче (т.е. дольше, но с меньшим ускорением) будет процесс торможения тела и наоборот - чем ниже точка, тем чувствительнее для тела будет удар (большее ускорение за меньшее время). Тот момент, который чем-то так мил Вам, при этом будет не постоянный, а будет меняться за время торможения, но в результате ворота приобретут определенный момент количества движения и, двигаясь по инерции уже после остановки тела, израсходуют его на дальнейший подъем центра масс. Разумеется, я мог бы расписать весь этот процесс, для чего пришлось бы прибегнуть к дифференциальным уравнениям, что окончательно расстроило бы нашего "школьника". Но к чему весь этот геморрой с моментами, если все решается просто законом сохранения энергии?

но мне чутье подсказывает - что-то тут не так...

Просто убойная аргументация, достойная инженера

[Ivan_Ivanov]

Сообщение от Jndtnxbr Просто убойная аргументация, достойная инженера

ну подсказывает и все.
Я писал выше, задач по динамике не решал лет 15-ничего толком не помню. Но не припоминаю чтобы там в одно действие задачи решались. Так то все складно получилось, аргументированно. Надеюсь товарищ школьник успокоиться теперь))