Однородный стержень массы 1 кг вращается вокруг вертикальной оси с угловой скоростью 3t-1 рад/с. Длина стержня 0,2 м, угол 30 град. Найти модуль главного вектора сил инерции, действующих на стержень, в момент времени t=1 сек.
Другие предметыКолледжСилы инерции в неинерциальных системахтеоретическая механикаоднородный стерженьугловая скоростьглавный вектор сил инерциимомент времени t=1 секугол 30 градусовфизика колледж
Для решения задачи нам нужно определить модуль главного вектора сил инерции, действующих на стержень, в момент времени t=1 сек. Давайте пошагово разберем, как это сделать.
Шаг 1: Определение угловой скоростиСначала найдем угловую скорость стержня в момент времени t=1 сек. Угловая скорость задана формулой:
Подставим t=1:
Длина стержня L = 0.2 м, масса m = 1 кг.
Шаг 3: Определение момента инерцииДля однородного стержня, вращающегося вокруг одного из концов, момент инерции I можно вычислить по формуле:
Подставим известные значения:
Угловое ускорение α можно найти, взяв производную угловой скорости по времени:
Главный вектор сил инерции F инерции можно найти по формуле:
Подставим значения:
Сила инерции направлена перпендикулярно угловой скорости и радиус-вектору. Учитывая угол в 30 градусов, нужно найти проекцию силы инерции на вертикальную ось. Однако в данной задаче нам нужен только модуль.
Итог:Таким образом, модуль главного вектора сил инерции, действующих на стержень в момент времени t=1 сек, равен 3 Н.