Два тела массой 1 кг и 2 кг связаны невесомой нерастяжимой нитью, перекинутой через блок массой 0,5 кг и радиусом 0,1 м. В начальный момент грузы находятся на одной высоте. Через какое время расстояние между грузами станет равным 1 м? Сколько оборотов сделает блок за это время? Блок считать сплошным цилиндром.

2 Апр 2023 в 19:40
63 +1
0
Ответы
1

Для начала найдем ускорение грузов. Сила натяжения нити, действующая на грузы, будет равна силе тяжести, действующей на грузы.
Пусть а - ускорение грузов, Т - натяжение нити, m1 и m2 - массы грузов, g - ускорение свободного падения.
Тогда у нас есть два уравнения:
1) m1a = m1g - Т
2) m2a = T - m2g
Добавим эти уравнения:
m1a + m2a = (m1 - m2)g
a = (m1 - m2)g / (m1 + m2)
a = (1 - 2) * 9.8 / (1 + 2) = -3,27 м/с^2

Теперь найдем угловое ускорение вращения блока:
I - момент инерции блока, r - радиус блока.
Угловое ускорение:
α = a / r = -3,27 / 0,1 = -32,7 рад/с^2

Теперь с помощью уравнения для углового ускорения находим время, за которое расстояние между грузами станет равным 1 м:
Δφ = ω0t + (αt^2) / 2
1 = 0 + (-32,7 * t^2) / 2
t^2 = 1 / 16,35 = 0,0612
t = sqrt(0,0612) = 0,247 с

Теперь найдем количество оборотов, которое сделает блок за это время:
Общее расстояние, которое пройдет нить:
S = r φ = 0,1 2πn, где n - количество оборотов.
За время t нить пройдет расстояние:
S = 0,1 2 π n (t / (2π)) = 0,1 n t
1 = 0,1 n 0,247
n = 1 / (0,1 * 0,247) = 40,5 оборотов

Итак, расстояние между грузами станет равным 1 м через 0,247 с, и блок сделает 40,5 оборотов за это время.

16 Апр 2024 в 16:27
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