Похожие вопросы
2025-12-02 07:22:27
Какова сила трения, действующая на маховик в форме сплошного диска с массой 50 кг и радиусом 0,2 м, если ему сообщили начальную угловую скорость 16π рад/с и он останавливается через 50 секунд под влиянием силы трения, приложенной по касательной к ободу?
Физика 11 класс Динамика вращательного движения сила трения маховик сплошной диск угловая скорость остановка физика 11 класс масса маховика радиус маховика касательная сила время остановки Новый
2025-12-02 07:22:47
Чтобы найти силу трения, действующую на маховик, сначала необходимо определить момент инерции маховика и угловое ускорение, а затем использовать эти данные для нахождения силы трения.
Шаг 1: Определение момента инерцииМаховик имеет форму сплошного диска, и момент инерции I сплошного диска рассчитывается по формуле:
I = (1/2) * m * r^2
- где m = 50 кг (масса маховика),
- r = 0,2 м (радиус маховика).
Подставим значения:
I = (1/2) * 50 * (0,2)^2 = (1/2) * 50 * 0,04 = 1 кг·м².
Шаг 2: Определение углового ускоренияУгловое ускорение α можно найти, зная начальную угловую скорость ω0 и конечную угловую скорость ω (которая равна 0, так как маховик останавливается) через время t:
α = (ω - ω0) / t.
- ω0 = 16π рад/с (начальная угловая скорость),
- ω = 0 рад/с (конечная угловая скорость),
- t = 50 с (время остановки).
Подставим значения:
α = (0 - 16π) / 50 = -16π / 50 = -0,32π рад/с².
Шаг 3: Определение момента силы тренияМомент силы трения τ, который вызывает угловое ускорение, можно найти по формуле:
τ = I * α.
Подставим значения:
τ = 1 * (-0,32π) = -0,32π Н·м.
Знак минус указывает на то, что момент силы трения направлен против вращения маховика.
Шаг 4: Определение силы тренияСила трения F_t связана с моментом силы трения τ через радиус r:
τ = F_t * r.
Отсюда можно выразить силу трения:
F_t = τ / r.
Подставим значения:
F_t = (-0,32π) / 0,2.
Теперь вычислим значение:
F_t = -1,6π ≈ -5,03 Н.
Сила трения имеет отрицательное значение, что указывает на направление против движения маховика.
Ответ: Сила трения, действующая на маховик, составляет примерно 5,03 Н.