Engineering

Funicular: dos coches balancean una ladera

Compare las cargas de pasajeros y observe cómo el cable compartido, el motor de tracción y el frenado regenerativo mueven dos automóviles a lo largo de una pendiente.

Por Mykhailo Makarov

Imagen real de la aplicación

Qué probar

Compara la potencia del motor en ambas direcciones. La potencia eléctrica negativa significa que la energía se devuelve a la fuente.

El modelo y sus límites

Dos masas en un cable inextensible, un motor limitado y eficiencia regenerativa, pista recta de 28 grados, sin elasticidad del cable ni dinámica detallada de la rueda.

Ecuaciones del módulo

Ecuaciones
(m_A + m_B) dv/dt = F_motor - (m_A - m_B) g sin(theta) - F_drag
P_shaft = F_motor v

Otros experimentos

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Excavadora de patas

Maneja una excavadora araña amarilla en una pradera alpina empinada bajo la llovizna. Su cuerpo se nivela sobre cuatro patas telescópicas, dos zapatas con garras y dos ruedas, y el polígono de apoyo entre ellas se dibuja sobre la hierba junto con la plomada desde el centro de masas: verde mientras el margen es amplio, rojo cerca del vuelco. Las cuatro cargas de las zapatas son estáticamente indeterminadas y se deducen de la flexibilidad de las zapatas; una zapata que tendría que tirar se suelta. Cava una zanja, levanta el cazo lleno y gíralo: el trabajo hidráulico va a altura, corte y calor de las válvulas hasta el último julio. Sobre césped mojado la máquina desliza a atan μ = 33° mucho antes de volcar. Ponla mirando cuesta abajo en suelo duro y la fuerza de arranque la vuelca sobre sus zapatas delanteras con la fuerza de la fórmula cerrada, salvo que una presión de alivio más baja detenga antes el cazo. Levanta una pata: la delantera del lado de arriba queda libre, una del lado de abajo se rechaza hasta que la pluma gira hacia el otro lado.

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Escalera aérea de bomberos

De noche, ante una casa en llamas, un camión de bomberos se apoya en sus cuatro estabilizadores y eleva su escalera giratoria hacia una ventana del último piso. Los cuatro tramos telescópicos se flexionan como una ménsula escalonada cuya flecha en fórmula cerrada coincide con la integral de carga unitaria, y la escalera se dibuja flexionada por ella, ampliada. Cuando una segunda persona sube a la cesta, la punta baja m g cos θ/k y se pasa de largo, luego oscila a la primera frecuencia de flexión sqrt(k/m_eff)/2π y se amortigua con el decremento logarítmico 2πζ; una ráfaga también la hace oscilar. Recoge los estabilizadores y las zapatas se reparten la carga de forma cada vez más desigual - a 1,5 m una se levanta mientras la cesta oscila, a 1,2 m el camión volcaría. El diagrama de cargas da la carga segura según el alcance, y el trabajo de las cargas se sigue hasta la oscilación y el amortiguamiento.

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Botadura de un bote salvavidas

Suelta al anochecer un bote salvavidas cerrado de caída libre desde la rampa de popa de un buque de suministro. Se desliza por las guías con fricción de Coulomb y las abandona exactamente a sqrt(2 g L (sin theta - mu cos theta)), bascula de proa sobre el borde hasta que el contacto se suelta, cae en una parábola y alcanza el mar oscuro donde dice la fórmula cerrada, a la velocidad que da la energía. Se sumerge dos metros, la flotabilidad de su casco - casi cinco veces su peso - lo endereza, emerge y la hélice lo aleja mientras el cabeceo y la arfada se extinguen. Lee las cargas en los asientos de proa, de centro y de popa: una caída más alta entra más rápido y carga más, una rampa más empinada entra mejor alineada, el asiento apopado del buque baja el borde. Cada julio se sigue hasta la fricción, la resistencia, el impacto y el agua.