1. Главная
  2. Библиотека
  3. Физика
  4. Радиус шкива R=7. Масса груза m 1=1 kr, масса однородно...
Решение задачи на тему

Радиус шкива R=7. Масса груза m 1=1 kr, масса однородного шкива m 2=3 кг. Момент пары сил равен M=7,7 Hм. Найти кинетическую энергию груза в момент времени t=8 сек. Ускорение свободного падения g=9.81 ~m / c2. В начальный момент система находилась в

  • Физика
  • #Общая физика: механика, термодинамика, электродинамика
  • #Техническая механика
Радиус шкива R=7. Масса груза m 1=1 kr, масса однородного шкива m 2=3 кг. Момент пары сил равен M=7,7 Hм. Найти кинетическую энергию груза в момент времени t=8 сек. Ускорение свободного падения g=9.81 ~m / c2. В начальный момент система находилась в

Условие:

Радиус шкива R=7. Масса груза m 1=1 kr, масса однородного шкива m 2=3 кг.
Момент пары сил равен M=7,7 Hм.
Найти кинетическую энергию груза в момент времени t=8 сек.
Ускорение свободного падения g=9.81 ~m / c2.
В начальный момент система находилась в покое.

Решение:

Для решения задачи найдем кинетическую энергию груза $m_1$ в момент времени $t = 8$ секунд.

Шаг 1: Определим с...

Груз mg=m1⋅gmg = m_1 \cdot g, где g=9.81 м/с2g = 9.81 \, \text{м/с}^2.

Fg=1 кг⋅9.81 м/с2=9.81 Н F_g = 1 \, \text{кг} \cdot 9.81 \, \text{м/с}^2 = 9.81 \, \text{Н}

Момент инерции однородного диска (шкива) рассчитывается по формуле:

I=12m2R2 I = \frac{1}{2} m_2 R^2

Подставим значения:

I=12⋅3 кг⋅(7 м)2=12⋅3⋅49=73.5 кг⋅м2 I = \frac{1}{2} \cdot 3 \, \text{кг} \cdot (7 \, \text{м})^2 = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot 49 = 73.5 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2

Используем момент пары сил MM для нахождения углового ускорения α\alpha:

M=I⋅α  ⟹  α=MI M = I \cdot \alpha \implies \alpha = \frac{M}{I}

Подставим значения:

α=7.7 Нм73.5 кг⋅м2≈0.1046 рад/с2 \alpha = \frac{7.7 \, \text{Нм}}{73.5 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2} \approx 0.1046 \, \text{рад/с}^2

Линейное ускорение aa груза связано с угловым ускорением шкива через радиус RR:

a=α⋅R a = \alpha \cdot R

Подставим значения:

a=0.1046 рад/с2⋅7 м≈0.7322 м/с2 a = 0.1046 \, \text{рад/с}^2 \cdot 7 \, \text{м} \approx 0.7322 \, \text{м/с}^2

Система начинала движение из состояния покоя, поэтому скорость vv груза через время tt можно найти по формуле:

v=a⋅t v = a \cdot t

Подставим значения:

v=0.7322 м/с2⋅8 с≈5.8576 м/с v = 0.7322 \, \text{м/с}^2 \cdot 8 \, \text{с} \approx 5.8576 \, \text{м/с}

Кинетическая энергия KK груза определяется по формуле:

K=12m1v2 K = \frac{1}{2} m_1 v^2

Подставим значения:

K=12⋅1 кг⋅(5.8576 м/с)2≈12⋅1⋅34.38≈17.19 Дж K = \frac{1}{2} \cdot 1 \, \text{кг} \cdot (5.8576 \, \text{м/с})^2 \approx \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 34.38 \approx 17.19 \, \text{Дж}

Кинетическая энергия груза в момент времени t=8t = 8 секунд составляет примерно 17.19 Дж17.19 \, \text{Дж}.