К ободу однородного диска радиусом 0,25 м приложена касательная сила 100 Н. При вращении на диск действует момент силы трения 100 Н*м. Найти массу диска, если известно, что диск вращается с ускорением 100 рад/с^2
Момент силы - то же, что и крутящий момент, вращательный момент, вертящий момент, вращающий момент —векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора (проведённого от оси вращения к точке приложения силы — по определению) на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело.
Понятия «вращающий» и «крутящий» моменты в общем случае не тождественны, так как в технике понятие «вращающий» момент рассматривается как внешнее усилие, прикладываемое к объекту, а «крутящий» — внутреннее усилие
$\vec{M}=[\vec{r}x\vec{F}]$
Зависимости между силой F, моментом силы τ (M), импульсом p и моментом импульса L в системе, которая была ограничена только в одной плоскости.
Итого имеем по условию два момента силы: момент силы трения M1 и момент силы, приложенной к ободу диска по касательной М2. Результирующий момент будет равен разности этих моментов:
$M=M_2-M_1=FR-M_1$ (1)
Основное уравнение динамики вращательного движения твердого тела:
$I\varepsilon=M$ (2)
где угловое ускорение
Для диска массы m и радиуса R момент инерции относительно оси, проходящей через центр диска перпендикулярно его плоскости, определяется формулой:
$I=\frac{mR^2}{2}$ (3)
С учетом (1) и (2) можем переписать (3) в виде
$\frac{FR-M_1}{\varepsilon}=\frac{mR^2}{2}$
$m=\frac{2(FR=M_1}{\varepsilon R^2}$
$m=\frac{2*(100*0,25-100)}{100*0,25^2}=-24$ кг
Ответ получился отрицательный, но это не антивещество служит материалом диска, это просто момент силы трения больше момента силы вращения (приложенной к ободу диска) и в условии задачи должны были бы написать, что ускорение тоже со знаком минус!
Поэтому ответ должен был бы быть: 24 кг
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.