Какова проекция тормозящего момента на ось, которая направлена в сторону угловой скорости, для маховика массой 5 кг с радиусом 20 см, вращающегося с частотой 720 оборотов в минуту и останавливающегося за 20 секунд?
Физика11 классДинамика вращательного движениятормозящий моментпроекция моментамаховикугловая скоростьфизика 11 классчастота вращенияостановка маховикарадиус маховикамасса маховикавремя остановки
Для решения задачи нам нужно найти проекцию тормозящего момента на ось, направленную в сторону угловой скорости. Для этого мы будем следовать нескольким шагам.
Шаг 1: Найдем угловую скорость маховика.Частота вращения маховика задана в оборотах в минуту (720 об/мин). Чтобы перевести это значение в радианы в секунду, воспользуемся формулой:
Сначала переведем 720 об/мин в об/с:
Теперь найдем угловую скорость:
Момент инерции I для маховика можно рассчитать по формуле для диска:
где m - масса маховика (5 кг),r - радиус маховика (0.2 м).
Для нахождения углового замедления α используем формулу:
Подставляем значения:
Тормозящий момент τ можно найти по формуле:
Подставляем значения:
Так как ось направлена в сторону угловой скорости, проекция тормозящего момента будет равна модулю найденного момента:
Таким образом, проекция тормозящего момента на ось, направленную в сторону угловой скорости, составляет 0.377 Н·м.