На шероховатом горизонтальном диске, вращающемся вокруг вертикальной оси, покоится небольшое тело. Угловую скорость вращения начали медленно увеличивать. При какой угловой скорости тело начнет скользить по диску? Коэффициент трения =0,5, а расстояние от оси вращения до тела r=25 см.
Для того чтобы тело начало скользить по диску, необходимо чтобы сила трения превысила касательную составляющую силы вращения.
Сначала найдем угловое ускорение тела:
[ a = r \cdot \alpha ]
где ( \alpha ) - угловое ускорение
Затем найдем угловую скорость, при которой тело начнет скользить:
[ F{тр} = \mu \cdot N ]
[ F{тр} = \mu \cdot m \cdot g ]
[ r \cdot m \cdot \alpha = \mu \cdot m \cdot g ]
[ \alpha = \frac{\mu \cdot g}{r} ]
[ \omega = \sqrt{\frac{\mu \cdot g}{r}} ]
Подставляем известные значения:
[ \omega = \sqrt{\frac{0,5 \cdot 9,8}{0,25}} = \sqrt{19,6} \approx 4,42 \, рад/с ]
Таким образом, тело начнет скользить по диску, когда угловая скорость достигнет примерно 4,42 рад/с.