Помогите решить задачку по физике. Вал вращается в подшипниках вокруг неподвижной горизонтальной оси по закону φ = π/16 sin ¾ π*t, где φ – угол поворота вала в радианах. Как найти скорость и ускорение точки М вала, находящейся на расстоянии r = 0,8м от оси вращения, в момент, когда угловая скорость вала достигает своего максимума?
ФизикаКолледжВращательное движениефизиказадача по физикеугол поворотаскорость точкиускорение точкивал вращенияугловая скоростьподшипникигоризонтальная осьрадианы
Для решения данной задачи сначала определим угловую скорость вала и его максимальное значение. Затем найдем линейную скорость и центростремительное ускорение точки М, находящейся на расстоянии r от оси вращения.
Шаг 1: Найдем угловую скорость вала.Угловая скорость (ω) вала является производной угла поворота (φ) по времени (t). То есть:
ω = dφ/dt
Сначала найдем производную функции φ:
φ = π/16 * sin(3/4 * π * t)
Используя правило дифференцирования для синуса, получаем:
Таким образом, угловая скорость вала будет:
Максимальное значение угловой скорости будет достигнуто, когда косинус равен 1, то есть:
Это происходит, когда 3/4 * π * t = 0, 2π, 4π и т.д. Таким образом, момент времени:
Подставим t = 0 в уравнение угловой скорости:
Линейная скорость (v) точки М, находящейся на расстоянии r от оси вращения, определяется как:
Подставим значения:
Центростремительное ускорение (a_c) можно найти по формуле:
Подставим значения:
В момент, когда угловая скорость вала достигает своего максимума, мы нашли:
Теперь вы можете подставить значения π и вычислить численные значения для скорости и ускорения.