Колесо радиуса R =50 см начинает вращаться с угловой скоростью ω=2 t2 рад/с. Чему будет равно полное ускорение точек обода колеса через 5 с после начала вращения? На какой угол повернется тело за это время? Как высчитать "угол поворота тела за это время"?
Для нахождения полного ускорения точек на ободе колеса через 5 с необходимо вычислить ускорение центра колеса и добавить к нему ускорение, вызванное вращением:
Для нахождения полного ускорения точек на ободе колеса через 5 с необходимо вычислить ускорение центра колеса и добавить к нему ускорение, вызванное вращением:
Угловая скорость ω = 2t^2 рад/с
Угловое ускорение α = dω/dt = 4t рад/с^2
Линейная скорость в точке обода колеса: v = Rω = 502t^2 = 100t^2 см/с
Линейное ускорение a = Rα = 504t = 200t см/с^2
Полное ускорение точки на ободе колеса:
a = √(a^2 + v^2) = √((200t)^2 + (100t^2)^2) = √(40000t^2 + 10000t^4) = 100t √(4 + t^2) см/с^2
Теперь для нахождения угла поворота тела за 5 с необходимо вычислить угловой путь:
Угловая скорость ω = 2t^2 рад/с
Угловой путь φ = ∫ω dt = ∫2t^2 dt = t^3
Таким образом, угол поворота тела за 5 с будет:
φ = 5^3 = 125 рад
Ответ: полное ускорение точек на ободе колеса через 5 с будет равно 100t √(4 + t^2) см/с^2, угол поворота тела за это время составит 125 рад.