Невесомый стержень 1 и однородный стержень 2 массы 3 кг вращаются с постоянной скоростью 4 рад/с вокруг вертикальной оси. Угол наклона 45 град. Длины стержней L1=0.5 м, L2=1 м. Найти модуль главного вектора сил инерции, действующих на второй стержень, относительно точки О.
Другие предметыКолледжСилы инерции в механике вращениятеоретическая механикаколлежмодуль вектора сил инерциивращение стержнейугол наклонавертикальная осьсилы инерциизадачи механикифизикастержень 1стержень 2массы стержнейдлины стержнейпостоянная скоростьмеханика вращения
Для решения задачи нам необходимо определить модуль главного вектора сил инерции, действующих на второй стержень, относительно точки О. Начнем с анализа данных и необходимых формул.
Дано:
Шаг 1: Определим радиус вращения стержня 2.
Стержень 2 наклонен под углом 45 градусов. Поэтому радиус вращения (R) можно найти по формуле:
R = L2 * sin(α)
Подставляем значения:
R = 1 м * sin(45°) = 1 м * (sqrt(2)/2) ≈ 0.707 м
Шаг 2: Рассчитаем центростремительное ускорение (a_c).
Центростремительное ускорение можно найти по формуле:
a_c = ω² * R
Подставляем значения:
a_c = (4 рад/с)² * 0.707 м = 16 * 0.707 ≈ 11.312 м/с²
Шаг 3: Определим силу инерции (F инерции).
Сила инерции, действующая на стержень, равна произведению массы на центростремительное ускорение:
F инерции = m2 * a_c
Подставляем значения:
F инерции = 3 кг * 11.312 м/с² ≈ 33.936 Н
Шаг 4: Найдем модуль главного вектора сил инерции.
Поскольку стержень вращается, вектор силы инерции направлен перпендикулярно радиусу вращения. Таким образом, модуль главного вектора сил инерции равен найденной силе инерции:
Модуль главного вектора сил инерции = 33.936 Н.
Ответ: Модуль главного вектора сил инерции, действующих на второй стержень относительно точки О, составляет примерно 33.936 Н.