1. уравнение вращения твердого тела φ=2t2+3t (угол – в радианах, время – в секундах). определить число оборотов тела, угловую скорость, угловое ускорение через 15 с после начала вращения.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения данной задачи воспользуемся методами дифференциального исчисления, так как угловая скорость и угловое ускорение являются производными от функции угла поворота. 1. Угловая скорость ( ωomega) Угловая скорость — это первая производная от угла поворота ϕ(t)phi open paren t close paren по времени: ω(t)=dϕdt=ddt(2t2+3t)=4t+3omega open paren t close paren equals the fraction with numerator d phi and denominator d t end-fraction equals d over d t end-fraction open paren 2 t squared plus 3 t close paren equals 4 t plus 3 Подставим значение времени t=15t equals 15 с: ω(15)=415+3=60+3=63 рад/сomega open paren 15 close paren equals 4 center dot 15 plus 3 equals 60 plus 3 equals 63 рад/с2. Угловое ускорение ( εepsilon) Угловое ускорение — это производная от угловой скорости по времени (или вторая производная от угла поворота): ε(t)=dωdt=ddt(4t+3)=4 рад/с2epsilon open paren t close paren equals the fraction with numerator d omega and denominator d t end-fraction equals d over d t end-fraction open paren 4 t plus 3 close paren equals 4 рад/с squared Так как значение является константой, ускорение в любой момент времени, включая t=15t equals 15 с, равно 4 рад/с24 рад/с squared. 3. Число оборотов ( Ncap N) Сначала найдем полный угол поворота ϕphi в радианах через 15 секунд: ϕ(15)=2(15)2+315=2225+45=450+45=495 радphi open paren 15 close paren equals 2 center dot open paren 15 close paren squared plus 3 center dot 15 equals 2 center dot 225 plus 45 equals 450 plus 45 equals 495 радОдин полный оборот равен 2π2 pi радианам. Число оборотов вычисляется по формуле: N=ϕ2πcap N equals the fraction with numerator phi and denominator 2 pi end-fraction N=49523,141594956,28378,78 оборотовcap N equals the fraction with numerator 495 and denominator 2 center dot 3 comma 14159 end-fraction is approximately equal to the fraction with numerator 495 and denominator 6 comma 283 end-fraction is approximately equal to 78 comma 78 оборотов Ответ:

  • Угловая скорость через 15 с: 63 рад/с.
  • Угловое ускорение: 4 рад/с².
  • Число оборотов: 78,78.

Форма ответа

Ваш аватар