На вращающемся диске с радиусом 0,5 лежит груз массой 4, коэффициент трения 0,2. С какой максимальной угловой скоростью может вращаться диск, что бы груз удержался на нем?

9 Авг 2020 в 19:42
104 +1
0
Ответы
1

Для того чтобы груз удерживался на вращающемся диске, необходимо, чтобы сила трения была не меньше силы центробежной. Сила центробежная определяется как Fц=m⋅r⋅ω2 F_{ц} = m \cdot r \cdot \omega^2 Fц =mrω2, где m=4 m = 4 m=4 - масса груза, r=0,5 r = 0,5 r=0,5 - радиус диска, ω \omega ω - угловая скорость вращения диска.

Сила трения равна Fтр=μ⋅N F_{тр} = \mu \cdot N Fтр =μN, где μ=0,2 \mu = 0,2 μ=0,2 - коэффициент трения, N=m⋅g N = m \cdot g N=mg - нормальная реакция, g g g - ускорение свободного падения.

Условие равновесия: F<em>ц=F</em>тр F<em>{ц} = F</em>{тр} F<em>ц=F</em>тр, то есть m⋅r⋅ω2=μ⋅m⋅g m \cdot r \cdot \omega^2 = \mu \cdot m \cdot g mrω2=μmg. Подставляем значения и находим максимальную угловую скорость:

4⋅0,5⋅ω2=0,2⋅4⋅9,8 4 \cdot 0,5 \cdot \omega^2 = 0,2 \cdot 4 \cdot 9,8 40,5ω2=0,249,8
2ω2=7,84 2 \omega^2 = 7,84 2ω2=7,84
ω2=3,92 \omega^2 = 3,92 ω2=3,92
ω=3,92≈1,98 рад/c \omega = \sqrt{3,92} \approx 1,98 \, рад/c ω=3,92 1,98рад/c

Итак, максимальная угловая скорость, с которой может вращаться диск, чтобы груз удерживался на нем, составляет примерно 1,98 радиан в секунду.

18 Апр 2024 в 10:40
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир