profile
Опубликовано 6 лет назад по предмету Физика от Traci

кинетическая энергия вращающегося маховика 1000 Дж. Под действием постоянного тормозящего момента маховик начал вращатся равномерно и, сделав 80 оборотов, остановился. Определить тормозящий момент.

  1. Ответ
    Ответ дан JamesBotan

    энергия вращения вначале  E = I*w^2/2, 

    где I - момент инерции, w - начальная угловая скорость

     

    2й закон Ньютона для вращения 

    М = I*dw/dt, 

    где M - момент сил, dw/dt - угловое ускорение (замедление)

     

    Если бы маховик крутился равномерно с начальной угловой скоростью w, то за время t 

    угол поворота f = w*t, 

    количество оборотов N = f/2Pi = wt/2Pi

    Если маховик замедлялся равномерно, т.е. w уменьшалась линейно, 

    то количество оборотов в два раза меньше, чем если бы замедления не было

    N = 1/2 * wt/2Pi = wt/4Pi

     

    Отсюда t = 4Pi*N/w

     

    M = I*dw/dt

    dw/dt = (0-w)/t т.к. за время t угловая скорость уменьшилась с w до 0. 

    dw/dt = -w/t

     

    M = - I*w/t 

     

    Подставляем сюда  t = 4Pi*N/w, 

    получаем М = - I*w*w/(4Pi*N) = - I*w^2/(4Pi*N)

     

    Замечаем, что  E = I*w^2/2, откуда  I*w^2 = 2E

     

    Тогда M = - 2E / /(4Pi*N) = - E / (2Pi*N) = - 1000 Дж / (2*3.14*80) = - 1.99 (Н*м) ~ - 2 (Н*м)

     

    Знак минус означает, что момент сил не раскручивает, а наоборот замедляет маховик. 

     

    Ответ: ~ 2 Н*м

     

     

     

     

Самые новые вопросы