На тележке, движущейся по ровной площадке вдоль оси X со скоростью Уол =5,0 м/с, установлен двигатель, на вал которого насажен диск диаметром D = 20 см, совершающий п = = 13 об/с. Направление вращения диска таково, что линейная скорость любой точки в момент прохождения ею крайнего нижнего положения совпадает с направлением оси X. Как будет двигаться диск, если он сорвется с вала? Считать, что при качении диска по площадке скольжение отсутствует. Трение не учитывать.
ответ; 0,29см/с^2
2) Масса легкового автомобиля равна 2 т, а грузового 8 т. Сравните ускорения автомобилей, если сила тяги грузового автомобиля в 2 раза больше, чем легкового.
Решение
Легковой и грузовой автомобили;
действие силы;
ml = 2 т = 2∙103 кг;
mg = 8 т = 8∙103 кг;
Fg = 2Fl;
agal – ?
Направим ось 0Х по направлению силы. Ускорение, сообщаемое этой силой, будет направлено в ту же сторону, что и сила (рис. 1). Ускорение и сила связаны соотношением Fx = m∙ax, где Fx = F, ax = a. Для легкового автомобиля уравнение примет вид Fl = ml∙al, для грузового – Fg = mg∙ag. Тогда
FgFl=mg⋅agml⋅al;agal=Fg⋅mlFl⋅mg=2Fl⋅mlFl⋅mg=2mlmg=12 .
Ускорение легкового автомобиля в 2 раза больше ускорения грузового автомобиля.
пусть R - расстояние от оси вращения до груза 2m
на тело m действуют силы
сила инерции =m*w^2*r
сила тяжести =mg
сила натяжения нити =корень((m*w^2*r )^2+(mg)^2)
на тело 2m действуют силы
сила инерции =2m*w^2*R
сила тяжести =2mg
сила натяжения нити =корень((2m*w^2*R )^2+(2mg)^2)
угол изгиба нити будет 90 тогда, когда тангенс угла между вертикалью и одним плечом равен котангенсу угла между вертикалью и другим плечом
tg(alpha)=m*w^2*r / mg = 2mg/(2m*w^2*R)
система в равновесии, если натяжение нити на оба груза одинаковы
корень((m*w^2*r )^2+(mg)^2)=корень((2m*w^2*R )^2+(2mg)^2)
поехали
m*w^2*r / mg = 2mg/(2m*w^2*R)
корень((m*w^2*r )^2+(mg)^2)=корень((2m*w^2*R )^2+(2mg)^2)
w^4*r*R = g^2
(m*w^2*r )^2+(mg)^2=(2m*w^2*R )^2+(2mg)^2
w^4*r*R = g^2
w^4*r^2+g^2=4*w^4*R^2+4*g^2
w^4*r*R = g^2
w^4*(r^2-4R^2)=3*g^2
w^4*r*R = g^2
r=4*R
w^2 = 2g/r=g/(2R)
r=4*R
tg(alpha)=m*w^2*r / mg=w^2*r / g=2g/r*r / g=2
sin(alpha)=2/корень(5)
tg(ALPHA)=1/2
sin(ALPHA)=1/корень(5)
r/sin(alpha)+R/sin(ALPHA)=L
R*(4*корень(5)/2+1*корень(5)/1)=L
R*3*корень(5)=L
R=L/(3*корень(5))
w^2 = 2g/r=g/(2R)=3*g*корень(5)/(2*L)
w=корень(3*g*корень(5)/(2*L))