早教吧作业答案频道 -->其他-->
今年春节前后,我国南方大部分省区遭遇了罕见的雪灾,此次灾害过程造成17个省(区、市、兵团)不同程度受灾.尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹(如图甲),使相邻两个铁
题目详情
今年春节前后,我国南方大部分省区遭遇了罕见的雪灾,此次灾害过程造成17个省(区、市、兵团)不同程度受灾.尤其是雪灾天气造成输电线被厚厚的冰层包裹(如图甲),使相邻两个铁塔间的拉力大大增加,导致铁塔被拉倒、压塌(如图乙),电力设施被严重损毁,给这些地方群众的生产生活造成了极大不便和巨大损失.
当若干相同铁塔等高、等距时,可将之视为如图所示的结构模型.已知铁塔(左右对称)质量为m,塔基宽度为d.相邻铁塔间输电线的长度为L,其单位长度的质量为m0,输电线顶端的切线与竖直方向成θ角.已知冰的密度为ρ,设冰层均匀包裹输电线上,且冰层的横截面为圆形,其半径为R(输电线的半径可忽略).
(1)每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少?
(2)被冰层包裹后,输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少?
(3)若某铁塔一侧的输电线在顶端断裂,该铁塔由于受力不对称,会造成该塔以塔基另一侧与地面的接触点为轴旋转翻倒.已知地面对塔基的最大拉力为F(该力可简化为作用点位于塔基中心、方向竖直向下的拉力),设铁塔包裹冰前后的质量之比与输电线包裹冰前后的质量之比相同,要使铁塔不致翻倒,输电线上包裹的冰层半径R的最大值Rmax为多少?
当若干相同铁塔等高、等距时,可将之视为如图所示的结构模型.已知铁塔(左右对称)质量为m,塔基宽度为d.相邻铁塔间输电线的长度为L,其单位长度的质量为m0,输电线顶端的切线与竖直方向成θ角.已知冰的密度为ρ,设冰层均匀包裹输电线上,且冰层的横截面为圆形,其半径为R(输电线的半径可忽略).
(1)每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大多少?
(2)被冰层包裹后,输电线在最高点、最低点所受的拉力大小分别为多少?
(3)若某铁塔一侧的输电线在顶端断裂,该铁塔由于受力不对称,会造成该塔以塔基另一侧与地面的接触点为轴旋转翻倒.已知地面对塔基的最大拉力为F(该力可简化为作用点位于塔基中心、方向竖直向下的拉力),设铁塔包裹冰前后的质量之比与输电线包裹冰前后的质量之比相同,要使铁塔不致翻倒,输电线上包裹的冰层半径R的最大值Rmax为多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)输电线线冰层的体积V冰=πR2L
由对称关系可知,塔尖所受压力的增加值等于一根导线上冰层的重力,即
△N=ρV冰g=πρR2Lg
(2)输电线与冰层的总质量M'=m0L+πρR2Lg,输电线受力如图甲所示.
由共点力的平衡条件,得2F1cosθ=m0Lg+πρR2Lg
输电线在最高点所受的拉力F1=
Lg
半根输电线的受力如图乙所示.
由共点力的平衡条件,得F2=F1sinθ
输电线在最低点所受的拉力F2=
Lgtanθ
(3)设铁塔被冰包裹后的质量为m',则m′=
m
铁塔即将翻倒时受力如图丙所示.
以塔基的最右端为转轴,R取最大值时:(m′g+F)•
=F1′sinθ•H
又F1'=F1,联立各式,得Rmax=
答:(1)每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大πρR2Lg;
(2)冰层包裹后,输电线在最高点的拉力F1=
Lg、最低点所受的拉力F2=
Lgtanθ;
(3)输电线上包裹的冰层半径R的最大值为Rmax=
.
由对称关系可知,塔尖所受压力的增加值等于一根导线上冰层的重力,即
△N=ρV冰g=πρR2Lg
(2)输电线与冰层的总质量M'=m0L+πρR2Lg,输电线受力如图甲所示.
由共点力的平衡条件,得2F1cosθ=m0Lg+πρR2Lg
输电线在最高点所受的拉力F1=
m0+πρR2 |
2cosθ |
半根输电线的受力如图乙所示.
由共点力的平衡条件,得F2=F1sinθ
输电线在最低点所受的拉力F2=
m0+πρR2 |
2 |
(3)设铁塔被冰包裹后的质量为m',则m′=
m0+πρR2 |
m0 |
铁塔即将翻倒时受力如图丙所示.
以塔基的最右端为转轴,R取最大值时:(m′g+F)•
d |
2 |
又F1'=F1,联立各式,得Rmax=
|
答:(1)每个铁塔塔尖所受的压力将比原来增大πρR2Lg;
(2)冰层包裹后,输电线在最高点的拉力F1=
m0+πρR2 |
2cosθ |
m0+πρR2 |
2 |
(3)输电线上包裹的冰层半径R的最大值为Rmax=
|
看了今年春节前后,我国南方大部分省...的网友还看了以下:
每个人都童年走来,童年发生的故事往往让人回味无穷--有喜有忧,有笑有泪。请你选择一件童年遭受的一次 2020-05-13 …
求5篇以上关于过年感受的文章要不一样的,越多越好 2020-05-16 …
保险营销员在从事保险营销活动过程序每年接受的、经中国保监会认可的培训机构组织的专业培训称为( 2020-05-22 …
根据《保险营销员管理规定》,保险营销员在从事保险营销活动过程中每年接受的经中国保监会认可的培 2020-05-22 …
根据《保险营销员管理规定》,保险营销员在从事保险营销活动过程中每年接受的、经中国保监会认可的培 2020-05-22 …
保险营销员在从事保险营销活动过程中每年接受的,经中国保监会认可的培训机构组织的专业培训,称为 2020-05-22 …
张某有100亩省级公益林,其当年享受的省级公益林生态效益补偿资金为多少元()A.500B.475C. 2020-05-31 …
城关镇西关村建档立卡贫困群众张某有100亩省级公益林,其当年享受的省级公益林生态效益补偿资金为 2020-05-31 …
同学们从学校到公园,走了全程的80%时,正好到达少年宫,到达公园后沿原路返回时,行了全程的25%, 2020-06-03 …
北魏孝文帝能够在民族大融合中起如此重要的作用,主要是他早年所受的教育,还是有什么更深刻的原因? 2020-06-24 …