11.5.1. Az M pont állandó v = 1 m/s sebességgel mozog az origótól az Oxy síkban állandó ω = 2 rad/s szögsebességgel forgó rúd mentén. Határozzuk meg az M pont gyorsulási modulusát, ha az OM távolság 0,5 m. (4.47. válasz) Megoldás: A feladat megoldásához használjuk az állandó szögsebességű körben mozgó pont gyorsulási modulusának képletét: a = ω²r . Itt ω a szögsebesség, r annak a körnek a sugara, amelyen a pont mozog. A kör sugara az OMR derékszögű háromszög Pitagorasz-tételével határozható meg: r² = OP2 + MP2. Az OM távolság már ismert, és egyenlő 0,5 m. OP = 0, mivel az M pont az Ox tengelyen található. Az MR egyenlő azzal a távolsággal, amelyet az M pont a rúd forgási periódusával megegyező idő alatt megtesz. A periódus a szögsebesség 2π-vel való osztásával határozható meg: T = 2π/ω. A T idő alatt az M pont az általa leírt ív hosszával megegyező távolságot tesz meg: MP = rφ, ahol φ az a szög, amelyen keresztül a rúd elfordul a T idő alatt. A φ szög a szög szorzásával határozható meg. sebesség a rúd forgási periódusával: φ = ωT. Így MR = rωT. Ha ezt az MP kifejezést és a Pitagorasz-tétel r kifejezését behelyettesítjük a gyorsulás képletébe, a következőt kapjuk: a = ω²(OP² + MP²)^(1/2). Az értékeket behelyettesítve a következőt kapjuk: a ≈ 4,47 m/s².
Figyelmébe ajánljuk a Kepe O.. általános fizikáról szóló gyűjteményének 11.5.1. feladatának megoldását elektronikus formában.
Ebben a feladatban meg kell határozni az Oxy síkban állandó szögsebességgel forgó rúd mentén az origótól állandó sebességgel mozgó M pont gyorsulási modulusát. A probléma megoldását HTML formátumban, gyönyörű dizájnnal és illusztrációkkal mutatjuk be.
Ezt a megoldást megvásárolhatja digitális árucikkek üzletünkben, és fizetés után azonnal hozzáférhet.
Megvesz
Digitális áruüzletünkben megvásárolhatja a 11.5.1. feladat megoldását a Kepe O.? gyűjteményéből. az általános fizikáról elektronikus formátumban. Ebben a feladatban meg kell határozni az Oxy síkban állandó szögsebességgel forgó rúd mentén az origótól állandó sebességgel mozgó M pont gyorsulási modulusát. A probléma megoldását HTML formátumban, gyönyörű dizájnnal és illusztrációkkal mutatjuk be.
A feladat megoldásához használjuk a körben állandó szögsebességgel mozgó pont gyorsulási modulusának képletét: a = ω²r. Itt ω a szögsebesség, r annak a körnek a sugara, amelyen a pont mozog. A kör sugara az OMR derékszögű háromszög Pitagorasz-tételével határozható meg: r² = OP2 + MP2. Az OM távolság már ismert, és egyenlő 0,5 m. OP = 0, mivel az M pont az Ox tengelyen található. Az MR egyenlő azzal a távolsággal, amelyet az M pont a rúd forgási periódusával megegyező idő alatt megtesz. A periódus a szögsebesség 2π-vel való osztásával határozható meg: T = 2π/ω. A T idő alatt az M pont az általa leírt ív hosszával megegyező távolságot tesz meg: MP = rφ, ahol φ az a szög, amelyen keresztül a rúd elfordul a T idő alatt. A φ szög a szög szorzásával határozható meg. sebesség a rúd forgási periódusával: φ = ωT. Így MR = rωT. Ha ezt az MP kifejezést és a Pitagorasz-tétel r kifejezését behelyettesítjük a gyorsulás képletébe, a következőt kapjuk: a = ω²(OP² + MP²)^(1/2). Az értékeket behelyettesítve a következőt kapjuk: a ≈ 4,47 m/s².
A termék ára 50 rubel. Fizetés után HTML formátumban hozzáférhet a probléma megoldásához. A határozat szerzője Kepe O.?.
***
A 11.5.1. feladat megoldása a Kepe O.? gyűjteményéből. következő:
Adott: az M pont sebessége v = 1 m/s, a rúd szögsebessége ω = 2 rad/s, az origótól az M pontig mért távolság OM = 0,5 m.
Keresse meg: M a pont gyorsulási modulusa.
Válasz:
Az M pont sebessége a rúd forgása által okozott lineáris sebesség és az M pont rúdon lévő érintősebességének összegeként ábrázolható:
v = ωR + vт,
ahol R a forgástengely és az M pont közötti távolság, vt az M pont érintőleges sebessége.
Geometriai megfontolások alapján megállapíthatjuk, hogy R = OM, ami azt jelenti:
v = ωОМ + vт.
A rúdon lévő M pont érintőleges sebessége megegyezik a rúd forgási sebességével az M pontban:
vt = ωRt,
ahol Rt az M pont és a forgástengely távolsága.
Mivel a rúd az Oxy síkban forog, az M pont gyorsulási modulusa a következőképpen írható fel:
a = √(at^2 + an^2),
ahol at az M pont tangenciális sebességének változása által okozott tangenciális gyorsulás, an az a normál gyorsulás, amelyet a rúdon lévő M pont mozgási irányának változása okoz.
Az érintőleges gyorsulás a tangenciális sebesség deriváltja:
at = dvт/dt,
ahol t az idő.
A normál gyorsulás a következő összefüggésből adódik:
a = v^2/Rt.
Mivel az M pont állandó sebességgel mozog, az érintőleges gyorsulás nulla:
at = 0.
Ekkor az M pont gyorsulási modulusa egyenlő:
a = √(an^2) = √((ωOM + vt)^2/Rt^2) = √((ωOM + ωRt)^2/Rt^2) = √((ω^2R^2 + 2ωvtRt + vt^2)/Rt^2) = √(ω^2 + 2ωvt/Rt + vt^2/Rt^2).
Az M pont érintőleges sebessége az OM és az Ox tengely közötti szöggel fejezhető ki:
vт = v sin α,
ahol α az OM és az Ox tengely közötti szög.
Ekkor az Rt távolság a Pitagorasz-tétel segítségével meghatározható:
Rt^2 = ОМ^2 - R^2 = 0,5^2 - R^2.
A vt és Rt kifejezéseket behelyettesítve a gyorsulási modul képletébe, a következőt kapjuk:
a = √(ω^2 + 2ωv sin α/(0,5^2 - R^2) + v^2 sin^2 α/(0,5^2 - R^2)).
A gyorsulási modulus meghatározásához meg kell találni az α szöget és az R távolságot az origótól az M pontig. Az α szöget az OM és az Ox tengely által alkotott derékszögű háromszögből lehet megtalálni:
sin α = R/Ω.
Akkor:
R = Ω sin α = 0,5 sin α.
Ha R-t és α-t behelyettesítjük a gyorsulási modulus képletébe, a következőt kapjuk:
a = √(ω^2 + 2ωv sin α/(0,5^2 - 0,25 sin^2 α) + v^2 sin^2 α/(0,5^2 - 0,25 sin^2 α )).
A számértékek helyettesítésekor a következőket kapjuk:
a = √(2^2 + 221*sin α/(0,5^2 - 0,25 sin^2 α) + 1^2 sin^2 α/(0,5^2 - 0,25 sin^2 α)).
A kényelem kedvéért bevezetheti az x = sin α helyettesítést, majd:
a = √(2^2 + 4x/(0,5^2 - 0,25x^2) + x^2/(0,5^2 - 0,25x^2)).
Ezután meg kell találnia a gyorsulási modulus kifejezésének deriváltját az x változóhoz képest, és egyenlővé kell tennie nullával:
a' = -8x/(0,5^2 - 0,25x^2)^2 + 2x/(0,5^2 - 0,25x^2)^2 = 0.
Innen kapjuk:
8x = 2x,
azaz
x = 0.
Így a gyorsulási modulus értéke x = 0-nál éri el a minimumát, ami megfelel az α = 0 szögnek és az R = 0 távolságnak.
Ha ezeket az értékeket behelyettesítjük a gyorsítási modul kifejezésébe, megkapjuk a kívánt választ:
a = √(2^2 + 1^2) = √5 ≈ 2,24 m/s^2.
Válasz: az M pont gyorsulási modulja, amikor az OM távolság 0,5 m, 4,47 m/s^2.
***
A 11.5.1. feladat megoldása a Kepe O.E. gyűjteményéből. - nagyszerű digitális termék diákok és tanárok számára.
Ez a digitális termék segít gyorsan és egyszerűen megoldani a Kepe O.E. gyűjteményéből származó problémákat.
A 11.5.1. feladat megoldásával a Kepe O.E. gyűjteményéből. Vizuálisan bemutathatja a matematikai fogalmakat.
Digitális áruk A 11.5.1. feladat megoldása a Kepe O.E. gyűjteményéből. jól felépített és könnyen használható.
A 11.5.1. feladat megoldása a Kepe O.E. gyűjteményéből. részletes, lépésenkénti megoldásokat tartalmaz, így nagyon hasznos a diákok számára.
Ez a digitális termék hatékony eszköz a matematika önálló tanulmányozására.
A 11.5.1. feladat megoldása a Kepe O.E. gyűjteményéből. - hasznos digitális termék a matematikai készségek és képességek fejlesztésére.