Какова частота вращения колеса автомобиля, если точки колеса движутся с ускорением 0.9 км/с², а радиус колеса равен 45 см?
Физика8 классДвижение по окружностичастота вращения колесаускорение колесарадиус колесафизика 8 классдвижение автомобиля
Чтобы найти частоту вращения колеса автомобиля, нам нужно использовать данные о линейном ускорении и радиусе колеса. Частота вращения связана с линейной скоростью и радиусом следующим образом:
Шаг 1: Найдем линейную скоростьСначала нам нужно определить линейную скорость колеса. Линейная скорость (v) связана с ускорением (a) и временем (t) по формуле:
Однако, у нас нет времени, поэтому мы можем использовать другой подход. Мы знаем, что линейная скорость колеса на его краю равна угловой скорости (ω) умноженной на радиус (r):
Таким образом, мы можем выразить угловую скорость через линейное ускорение:
Угловое ускорение (α) можно найти, используя линейное ускорение и радиус:
Теперь подставим известные значения. У нас есть:
Теперь подставим значения в формулу:
Теперь, чтобы найти частоту вращения (f),нам нужно использовать связь между угловой скоростью и частотой:
Также угловая скорость связана с угловым ускорением и временем:
Однако, чтобы найти частоту вращения, нам не нужно время. Мы можем выразить частоту через угловое ускорение:
Теперь подставим значение углового ускорения:
Частота вращения колеса автомобиля составляет примерно 318.31 Гц.