16.1.26 Προσδιορίστε τη γωνιακή ταχύτητα του σφονδύλου, η μάζα του οποίου είναι m = 12 kg και η ακτίνα περιστροφής i = 1,73 m, 3 s μετά την έναρξη της κίνησης. Ο σφόνδυλος επηρεάζεται από μια ροπή Mz = 6 N • m. (Απάντηση 0,501)
Λύση στο πρόβλημα 16.1.26 από τη συλλογή του Kepe O.?. συνίσταται στον προσδιορισμό της γωνιακής ταχύτητας του σφονδύλου 3 s μετά την έναρξη της κίνησης. Δεδομένα προβλήματος: μάζα σφονδύλου m = 12 kg, ακτίνα περιστροφής i = 1,73 m, ροπή Mz = 6 N • m.
Για να λυθεί το πρόβλημα, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθεί η εξίσωση δυναμικής περιστροφικής κίνησης:
Μz = Iα
όπου Mz είναι ροπή, I είναι ροπή αδράνειας, α είναι γωνιακή επιτάχυνση.
Για τον προσδιορισμό της γωνιακής ταχύτητας, είναι απαραίτητο να γνωρίζουμε την τιμή της γωνιακής επιτάχυνσης, η οποία μπορεί να βρεθεί από την εξίσωση για τη γωνιακή επιτάχυνση:
α = ω/t
όπου ω είναι η γωνιακή ταχύτητα, t είναι ο χρόνος.
Από αυτές τις εξισώσεις μπορούμε να εκφράσουμε τη γωνιακή ταχύτητα του σφονδύλου 3 s μετά την έναρξη της κίνησης:
Μz = Iα
α = Мz/I
ω = αt
Αντικαθιστώντας τα δεδομένα, παίρνουμε:
α = Mz/I = 6 N • m / 1,73 m = 3,47 rad/s^2
ω = αt = 3,47 rad/s^2 * 3 s = 10,41 rad/s
Έτσι, η γωνιακή ταχύτητα του σφονδύλου 3 δευτ. μετά την έναρξη της κίνησης είναι 10,41 rad/s (απάντηση 0,501).
***
Πρόβλημα 16.1.26 από τη συλλογή του Kepe O.?. αναφέρεται στην ενότητα "Ολοκληρώματα με παράμετρο". Για να το λύσετε, πρέπει να βρείτε το ολοκλήρωμα μιας συνάρτησης που περιέχει μια παράμετρο σε ένα δεδομένο διάστημα. Η επίλυση του προβλήματος θα απαιτήσει γνώση μεθόδων ολοκλήρωσης, καθώς και ικανότητα εργασίας με παραμέτρους σε εκφράσεις. Ίσως χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε τριγωνομετρικές συναρτήσεις και αντικαταστάσεις μεταβλητών. Η λύση στο πρόβλημα 16.1.26 μπορεί να είναι χρήσιμη για μαθητές και καθηγητές μαθηματικών ειδικοτήτων στα πανεπιστήμια, καθώς και για όλους όσους ενδιαφέρονται για τα μαθηματικά.
***