Диск массой 20 кг и диаметром 0,4 м вращается со скоростью 120 об/мин и останавливается под
действием момент трения 10 Нм. Величина момента импульса в конце второй секунды торможенияОтветы на вопрос
Ответ:
Объяснение:
Дано:
m = 20 кг
D = 0,4 м; R = 0,2 м
n = 120 об/мин = 2 об/с
M = 10 Н·м
t = 2 c
________________
J·ω₂ - ?
1)
Момент инерции диска:
J = m·R²/2 = 20·0,2²/2 = 0,4 кг·м²
Угловая скорость:
ω₁ = 2·π·n ≈ 12,6 с⁻¹
2)
Основное уравнение динамики вращательного движения:
M·Δt = J·(ω₁ - ω₂)
Поскольку диск остановился, то ω₂ = 0
Δt = J·ω₁ / M = 0,4·12,6 / 10 = 0,5 c - время торможения меньше 2 секунд !
Calculation of Angular Momentum
To calculate the angular momentum at the end of the second second of braking, we need to use the formula for angular momentum:
Angular momentum (L) = Moment of inertia (I) × Angular velocity (ω)
The moment of inertia (I) depends on the mass (m) and the radius (r) of the rotating object. For a solid disk rotating about its central axis, the moment of inertia can be calculated using the formula:
Moment of inertia (I) = (1/2) × mass (m) × radius^2 (r^2)
Given: - Mass of the disk (m) = 20 kg - Diameter of the disk (d) = 0.4 m - Radius of the disk (r) = diameter/2 = 0.4/2 = 0.2 m - Initial angular velocity (ω) = 120 revolutions per minute (rpm) = 120 × 2π radians per minute - Time of braking (t) = 2 seconds - Frictional torque (τ) = 10 Nm
First, let's calculate the moment of inertia (I) using the given mass and radius:
I = (1/2) × m × r^2
Substituting the values:
I = (1/2) × 20 kg × (0.2 m)^2
Calculating the moment of inertia:
I = 0.4 kg·m^2 Next, let's convert the initial angular velocity from rpm to radians per second:
ω = 120 rpm × 2π radians/minute × (1/60) minutes/second
Calculating the angular velocity:
ω = 4π radians/second
Now, let's calculate the angular momentum (L) at the end of the second second of braking using the formula:
L = I × ω
Substituting the values:
L = 0.4 kg·m^2 × 4π radians/second
Calculating the angular momentum:
L = 1.6π kg·m^2/s
Therefore, the magnitude of the angular momentum at the end of the second second of braking is 1.6π kg·m^2/s.
Please note that the above calculations assume that the frictional torque remains constant throughout the braking process and that there are no external torques acting on the disk.
Похожие вопросы
Топ вопросов за вчера в категории Физика
Последние заданные вопросы в категории Физика
-
Математика
-
Литература
-
Алгебра
-
Русский язык
-
Геометрия
-
Английский язык
-
Химия
-
Физика
-
Биология
-
Другие предметы
-
История
-
Обществознание
-
Окружающий мир
-
География
-
Українська мова
-
Информатика
-
Українська література
-
Қазақ тiлi
-
Экономика
-
Музыка
-
Право
-
Беларуская мова
-
Французский язык
-
Немецкий язык
-
МХК
-
ОБЖ
-
Психология
-
Физкультура и спорт
-
Астрономия
-
Кыргыз тили
-
Оʻzbek tili
