При повороте трактора, движущегося со скоростью 24 км/ч, его центр масс описывает дугу радиуса R=9,0 м. Найти разность скоростей
При повороте трактора, движущегося со скоростью 24 км/ч, его центр масс описывает дугу радиуса R=9,0 м. Найти разность скоростей гусениц трактора, если расстояние между ними d=1,5 м
Дано:
\(v_0=6,67\;\text{м/с}\)
\(R=9\;\text{м}\)
\(d=1,5\;\text{м}\)
Найти: \(v_1-v_2\)
Черным цветом обозначена траектория центра масс, красным - наружной, а синим - внутренней гусеницы трактора.
Длина окружности для центра масс определяется формулой \(C=2\pi R\)
Радиусы \(R_1=R+\frac{d}{2}\) \(R_2=R-\frac{d}{2}\)
Тогда длина окружности (по сути - путь) внешней и внутренней гусеницы соответственно:
\(C_1=2\pi(R+\frac{d}{2})\) \(C_2=2\pi(R-\frac{d}{2})\)
Время полного оборота: \(t=\frac{C}{v}=\frac{2\pi R}{v}\)
Скорости внешней и внутренней гусениц:
\(v_1=\frac{C_1}{t}=\frac{2\pi(R+\frac{d}{2})}{\frac{2\pi R}{v}}=(1+\frac{d}{2R})v\)
\(v_2=\frac{C_2}{t}=\frac{2\pi(R-\frac{d}{2})}{\frac{2\pi R}{v}}=(1-\frac{d}{2R})v\)
Искомая разность скоростей:
\(v_1-v_2)=(1+\frac{d}{2R})v-(1-\frac{d}{2R})v=\frac{vd}{R}\)
\(\frac{6,67*1,5}{9}\approx 1,11\;\text{м/с}\)
Это ответ в единицах СИ.
А вот если скорость подставить в формулу в км/ч, то там получается точный ответ (без округлений) 4 км/ч.
Дано:
\(v_0=6,67\;\text{м/с}\)
\(R=9\;\text{м}\)
\(d=1,5\;\text{м}\)
Найти: \(v_1-v_2\)
Черным цветом обозначена траектория центра масс, красным - наружной, а синим - внутренней гусеницы трактора.
Длина окружности для центра масс определяется формулой \(C=2\pi R\)
Радиусы \(R_1=R+\frac{d}{2}\) \(R_2=R-\frac{d}{2}\)
Тогда длина окружности (по сути - путь) внешней и внутренней гусеницы соответственно:
\(C_1=2\pi(R+\frac{d}{2})\) \(C_2=2\pi(R-\frac{d}{2})\)
Время полного оборота: \(t=\frac{C}{v}=\frac{2\pi R}{v}\)
Скорости внешней и внутренней гусениц:
\(v_1=\frac{C_1}{t}=\frac{2\pi(R+\frac{d}{2})}{\frac{2\pi R}{v}}=(1+\frac{d}{2R})v\)
\(v_2=\frac{C_2}{t}=\frac{2\pi(R-\frac{d}{2})}{\frac{2\pi R}{v}}=(1-\frac{d}{2R})v\)
Искомая разность скоростей:
\(v_1-v_2)=(1+\frac{d}{2R})v-(1-\frac{d}{2R})v=\frac{vd}{R}\)
\(\frac{6,67*1,5}{9}\approx 1,11\;\text{м/с}\)
Это ответ в единицах СИ.
А вот если скорость подставить в формулу в км/ч, то там получается точный ответ (без округлений) 4 км/ч.
Комментарии
Отправить комментарий
Здесь вы можете оставить ваш комментарий.