Solución al problema 8.4.4 de la colección de Kepe O.E.

8.4.4. Calcular la velocidad de un punto en un engranaje.

Consideremos el engranaje 1 de radio R1 = 0,4 m, que gira uniformemente con aceleración angular ?1 = 4 rad/s². La rueda 1 está conectada al engranaje 3 de radio R3 = 0,5 m y el movimiento comienza desde un estado de reposo.

Es necesario determinar la velocidad del punto M en el tiempo t = 2 s.

Respuesta:

Calculemos la aceleración angular de la rueda 1 después del tiempo t = 2 s:

?1 = ?01*t + (1/2)a

donde a es la aceleración angular, ?01 es la velocidad angular inicial.

Como el estado inicial es de reposo, entonces ?01 = 0.

Entonces obtenemos:

?1 = (1/2)αt² = 4 rad/s²

De aquí encontramos la aceleración angular:

α = (2*?1)/t² = 8 rad/s³

Dado que la rueda 1 está conectada a la rueda 3, las velocidades angulares de estas ruedas son iguales:

?1R1 = ?3R3

De aquí obtenemos la velocidad angular de la rueda 3:

?3 = (?1*R1)/R3 = 3,2 rad/s

La velocidad del punto M en la rueda 3 se puede encontrar usando la fórmula:

V = ?3*R3

Entonces la velocidad del punto M en el tiempo t = 2 s es igual a:

V = 3,2 * 0,5 = 1,6 m/s

Por tanto, la velocidad del punto M de la rueda dentada en el instante t = 2 s es 1,6 m/s.

Solución al problema 8.4.4 de la colección de Kepe O.?.

Presentamos a su atención la solución al problema 8.4.4 de la colección de Kepe O.?. Este producto digital es una solución a un problema de física que implica calcular la velocidad de un punto en un engranaje. La solución la completa un profesor profesional y va acompañada de una descripción detallada de cada paso del cálculo. Puede adquirir este producto en nuestra tienda de productos digitales y utilizarlo para prepararse para los exámenes por su cuenta, así como para practicar sus habilidades para resolver problemas de física.

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Se ofrece a la venta una solución al problema 8.4.4 de la colección de Kepe O.?. sobre física relacionada con el cálculo de la velocidad de un punto en una rueda dentada. El problema considera dos engranajes: rueda 1 de radio R1 = 0,4 m y rueda 3 de radio R3 = 0,5 m, conectados entre sí. La rueda 1 gira uniformemente con una aceleración angular ?1 = 4 rad/s², mientras que el movimiento comienza desde un estado de reposo. La tarea es determinar la velocidad del punto M en la rueda 3 en el tiempo t = 2 s.

Resolver el problema consta de varios pasos. Primero, la aceleración angular de la rueda 1 se encuentra después del tiempo t = 2 s, luego la velocidad angular de la rueda 3 se encuentra usando la relación entre las velocidades angulares de los engranajes. Finalmente, se encuentra la velocidad del punto M en la rueda 3.

La solución la completa un profesor profesional y va acompañada de una descripción detallada de cada paso del cálculo. La solución se puede utilizar para prepararse de forma independiente para los exámenes y practicar habilidades de resolución de problemas en física. El precio del producto es de 150 rublos.


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Solución al problema 8.4.4 de la colección de Kepe O.?. está asociado con el cálculo de la velocidad del punto M en una rueda dentada que gira uniformemente. Para resolver el problema es necesario conocer la aceleración angular del engranaje y los radios de los engranajes.

En este problema, la aceleración angular del engranaje es igual a ?1 = 4 rad/s2, y los radios de los engranajes son R1 = 0,4 my R3 = 0,5 m. El movimiento comienza desde un estado de reposo.

Para determinar la velocidad del punto M en el tiempo t = 2 s, es necesario aplicar la relación entre velocidad lineal y velocidad angular:

v=? *R,

donde v es la velocidad lineal, ? - velocidad angular, R - radio del engranaje.

Para determinar la velocidad angular del engranaje en el tiempo t = 2 s, es necesario utilizar la fórmula:

? = ?0 + ?1 * t,

donde ?0 es la velocidad angular inicial, ?1 es la aceleración angular, t es el tiempo.

De las condiciones del problema se deduce que la velocidad angular inicial es cero, ya que el movimiento comienza desde un estado de reposo.

Por lo tanto, para determinar la velocidad del punto M en el tiempo t = 2 s, es necesario calcular la velocidad angular del engranaje en el tiempo t = 2 s y sustituirla en la fórmula de la velocidad lineal.

Calculemos la velocidad angular del engranaje en el tiempo t = 2 s:

? = ?0 + ?1 * t = 0 + 4 * 2 = 8 rad/s.

Ahora podemos calcular la velocidad lineal del punto M:

v=? * R3 = 8 * 0,5 = 4 m/s.

Por tanto, la rapidez del punto M en el instante t = 2 s es 4 m/s. Respuesta: 3.2.







Problema 8.4.4 de la colección de Kepe O.?. resuelve el siguiente problema: hay un cubo de lado a inscrito en una esfera. Encuentra el volumen entre el cubo y la esfera.

La solución a este problema comienza calculando el radio de la esfera en la que está inscrito el cubo. Esto se puede hacer sabiendo que la diagonal del cubo es igual al diámetro de la esfera inscrita. Por tanto, el radio de la esfera será igual a a/√2.

Luego necesitas calcular el volumen del cubo y el volumen de la esfera. El volumen de un cubo es igual a a^3 y el volumen de una esfera se puede calcular usando la fórmula V = (4/3)πr^3, donde r es el radio de la esfera. Obtenemos:

V_cubo = a^3 V_esferas = (4/3)π(a/√2)^3

Finalmente, el volumen de la figura deseada será igual a la diferencia entre el volumen de la esfera y el volumen del cubo:

V_formas = V_esferas - V_cubo = (4/3)π(a/√2)^3 - a^3/1

Ya solo queda sustituir los valores numéricos y calcular la respuesta.


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