Question

Два шарика массами 0,6 кг и 0,9 кг, закреплённые на тонком невесомом стержне, на расстоянии от оси вращения соответственно на 1 м и 0,7 м, вращаются относительно неподвижной оси под действием момента 60 Нм. Определите угловое ускорение шариков.

Answer 1

Добрый день! Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать законы динамики вращательного движения. Для начала, давайте определим момент инерции каждого из шариков относительно оси вращения.

Момент инерции (I) можно вычислить по формуле:
I = m * r^2,

где m - масса шарика, r - расстояние от оси вращения до центра масс шарика.

Для первого шарика:
m1 = 0,6 кг,
r1 = 1 м.

I1 = m1 * r1^2 = 0,6 кг * (1 м)^2 = 0,6 кг * 1 м^2 = 0,6 кг * м^2 = 0,6 кг * м^2.

Аналогично для второго шарика:
m2 = 0,9 кг,
r2 = 0,7 м.

I2 = m2 * r2^2 = 0,9 кг * (0,7 м)^2 = 0,9 кг * 0,49 м^2 = 0,441 кг * м^2.

Теперь мы можем воспользоваться вторым законом ДНИ для вращательного движения, который утверждает, что момент массы (M) равен произведению момента инерции (I) на угловое ускорение (α):

M = I * α.

В данной задаче нам известен момент массы (M = 60 Нм). Мы хотим найти угловое ускорение (α), поэтому нам нужно переписать формулу, решив ее относительно α:

α = M / I.

Подставляя значения, получаем:

α1 = M / I1,
α1 = 60 Нм / 0,6 кг * м^2 = 100 Нм / кг * м^2.

α2 = M / I2,
α2 = 60 Нм / 0,441 кг * м^2 ≈ 136,054 Нм / кг * м^2.

Таким образом, угловое ускорение первого шарика α1 ≈ 100 Нм / кг * м^2, а угловое ускорение второго шарика α2 ≈ 136,054 Нм / кг * м^2.

Надеюсь, это решение было понятным для вас, если возникнут дополнительные вопросы, не стесняйтесь задавать их!