Question

Однородный диск массой m=2 кг вращается под действием постоянной касательной силы F. Ось нормальна плоскости диска и проходит через его центр масс. Работа этой силы через 3 секунды после начала вращения оказалась равной 600 Дж. Определить величину силы F.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

A=Ek=m*V^2/2=J*w^2/2(1)  F*t=m*V   V=F*t/m(2) w=V/R (3) J=m*R^2/2 (4) Подставим 2,3,4 в 1 :  A=F^2*t^2/m   F=sqrt(A*4*m/t^2)=sqrt(600*2/3^2)=11,55 H

Answer 2

Для решения этой задачи, нам понадобятся следующие факты из физики:

1. Кинематическое уравнение для углового ускорения вращающегося тела: α = Δω / Δt где α - угловое ускорение, Δω - изменение угловой скорости, Δt - изменение времени.

2. Формула для работы, совершаемой при постоянной силе вращения: W = τ * θ где W - совершенная работа, τ - момент силы, действующей на тело, θ - угол поворота тела под действием этой силы.

3. Формула для момента инерции вращающегося диска относительно его оси вращения: I = (1/2) * m * r^2 где m - масса диска, r - радиус диска.

4. Формула для угловой скорости вращающегося тела: ω = ω₀ + α * t где ω - угловая скорость в конечный момент времени t, ω₀ - начальная угловая скорость (обычно равна 0, если объект начинает вращение из состояния покоя).

Теперь давайте применим эти знания к решению задачи:

Мы знаем, что масса диска m = 2 кг и работа совершенная силой F через 3 секунды W = 600 Дж.

1. Найдем угол поворота диска за 3 секунды: Из формулы угловой скорости: ω = ω₀ + α * t Поскольку начальная угловая скорость ω₀ равна 0 (так как диск начинает вращение из состояния покоя), то угловая скорость через 3 секунды будет: ω = α * t Подставим известные значения: ω = θ / Δt (θ - угол поворота) θ / Δt = α * t θ = α * t^2

2. Найдем угловое ускорение (α): Мы знаем, что угловая скорость ω через 3 секунды составляет: ω = α * t Таким образом, α = ω / t

3. Найдем момент инерции диска (I): I = (1/2) * m * r^2 Здесь r - радиус диска. К сожалению, у нас нет информации о радиусе, поэтому оставим I в общей форме.

4. Теперь, используя формулу для работы силы и угол поворота, можем выразить силу F: W = τ * θ W = F * r F = W / r

Теперь объединим все полученные уравнения: F = W / r F = 600 Дж / θ = 600 Дж / (α * t^2) = 600 Дж / ((ω / t) * t^2) = 600 Дж / ω * t

Мы знаем, что масса диска m = 2 кг. Чтобы продолжить расчет, нам также нужно знать радиус диска (r) и угловую скорость (ω) вращения через 3 секунды после начала вращения.

Без этих данных, мы не можем найти точное значение силы F. Если у вас есть дополнительные данные о радиусе диска и/или угловой скорости, предоставьте их, и я помогу вам рассчитать величину силы F.