Горизонтальный диск массой m и радиусом R вращается вокруг вертикальной оси Горизонтальный диск массой m и радиусом R вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через его центр. Тангенциальное ускорение точек, лежащих на ободе диска, равно аτ. Чему равен и как направлен момент силы, действующей на диск?
Тангенциальное ускорение точек на ободе диска можно найти с помощью уравнения движения вращающегося тела:
aт = Rα,
где α - угловое ускорение диска.
Угловое ускорение диска можно найти, разделив тангенциальное ускорение на радиус:
α = aт/R.
Тогда момент силы, действующей на диск, можно найти с помощью второго закона Ньютона для вращения:
M = Iα,
где I - момент инерции диска. Для диска массой m и радиусом R момент инерции равен I = mR^2/2.
Подставляя выражения для α и I, получаем:
M = mR^2/2 * aт/R = maтR/2.
Таким образом, момент силы, действующей на диск, равен MaтR/2 и направлен вдоль оси вращения диска.