Пусть тело двигалось вправо, тогда сила направлена влево. Система отсчета направлена влево. Выразим силу из закона сохранения импульсов:
-mv+FТ=2mv
F=3mv/Т
Посмотрим как двигалось тело: сначала оно двигалось вправо на расстояние -S1, потом влево на расстояние S1+S2. Соответственно полная работа будет равна: Aполн.= F*(S1+S2-S1)=F*S2
S2- это расстояние, которое тело, когда изменило свою скорость с V до 2V.
Т= t2(изменило свою скорость с V до 2V)+ 2t1(остановка и разгон до V)
v=at1
2v-v=at2
t1=t2=t
T=3t
S2=vt+at^2/2=vt+vt/2=3/2vt
A=FS2=mv/t * 3/2vt= 3/2mv^2
Объяснение:
Определите угловую скорость и частоту вращения диска, если касательная сила 80 Н действует на него в течение 10 с. Диаметр диска 60 см, масса 20 кг. Пренебрегайте силой трения.
Дано:
F = 80 Н
t = 10 с
D = 60 см; R = D/2 = 30 см = 0,30 м
m = 20 кг
ω - ?
ν - ?
1)
Момент силы:
M = F·R = 80·0,30 = 24 Н·м
2)
Момент инерции для диска:
J = m·R²/2 = 20·0,3² / 2 = 0,9 кг·м²
3)
Основное уравнение динамики:
M·Δt = J·Δω
Δω = M·t / J = 24·10 / 0,9 ≈ 270 с⁻¹
Нo ω =0, значит
ω₀ = 270 с⁻¹
ν = ω / (2π) = 270 / 6,28 ≈ 43 Гц