Question

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА!!! Колесо диаметром 10 см и массой 1 кг вращается с частотой 1200 с-1. К ободу колеса приложена постоянная сила трения, под действием которой оно останавливается за 12 с. Определите силу трения.

Answer 1

Ответ:

1200 об/с это НАЧАЛЬНАЯ частота, как я понял. А поскольку колесо останавливается, то вращение определяется как РАВНОЗАМЕДЛЕННОЕ.

Думаю, следовало бы перевести вращение колеса в поступательное движение точки на поверхности обода. Для этого пригодится формула периметра колеса: C = πD. Необходимо уточнить, что путь точки не ограничен единичным периметром.

Частота вращения колеса это то же что и скорость движения точки на ободе в пересчете на каждый периметр колеса. Т. е. 1200 об/с это 1200 периметров за 1с. Если периметр выражен в СМ, то линейная скооость определяется в СМ/С. Она равна 12000π см/с или 120π м/с. Эта скорость гасится до нуля (120π →0) за 12с. Осталось применить формулу для равнозамедленного движения. Т. е. сложение сил при прямолинейном равнозамедленном движении.

Answer 2

Для определения силы трения, действующей на колесо, можно использовать второй закон Ньютона, который гласит, что сила равна произведению массы на ускорение:

F = m * a

В данном случае:

• Масса колеса (m) составляет 1 кг.
• Ускорение (a) можно вычислить, зная изменение скорости колеса за время, в течение которого оно останавливается.

Сначала найдем начальную скорость колеса (v0), которую можно выразить как произведение частоты вращения (f) на диаметр колеса (d):

v0 = 2 * π * r * f

где:

• r - радиус колеса (половина диаметра), r = 10 см / 2 = 5 см = 0,05 м
• f - частота вращения, f = 1200 с-1

v0 = 2 * π * 0,05 м * 1200 с-1 ≈ 377 м/с

Теперь найдем конечную скорость (vf), которая равна нулю, так как колесо останавливается:

vf = 0 м/с

Известно, что изменение скорости (Δv) равно конечной скорости минус начальной скорости:

Δv = vf - v0 = 0 м/с - 377 м/с = -377 м/с

Теперь мы можем найти ускорение (a), используя следующую формулу:

a = Δv / t

где:

• Δv - изменение скорости
• t - время, в течение которого произошло изменение скорости

В данном случае t = 12 с.

a = (-377 м/с) / 12 с ≈ -31,42 м/с²

Теперь мы можем найти силу трения (F) с использованием второго закона Ньютона:

F = m * a F = 1 кг * (-31,42 м/с²) ≈ -31,42 Н

Сила трения направлена в противоположную сторону движения колеса и равна приближенно -31,42 Н (ньютонов).