19.2.4 가변 힘 F = 9t가 질량 m = 2.5kg인 랙 2에 적용됩니다.2. 기어의 반경이 r = 0.4m이고 회전축에 대한 관성 모멘트가 I인 경우 시간 t = 1s에서 기어 1의 각가속도를 구해야 합니다.1 = 2kg • m2. 문제를 해결하려면 힘의 순간을 계산하는 공식을 사용할 수 있습니다. M = F * r. 여기서 M은 힘의 순간, F는 힘, r은 반경입니다. 기어의 각가속도는 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다. α = M / I1, 여기서 α는 각가속도, I1 – 회전축에 대한 관성 모멘트. 알려진 값을 대체하면 다음과 같은 결과를 얻습니다. M = 9 * 12 * 0.4 = 3.6 N * m, α = 3.6 / 2 = 1.8 rad / s2. 따라서 시간 t = 1s에서 기어 1의 각가속도는 1.8rad/s입니다.2.
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이 솔루션에서는 힘의 순간을 계산하는 공식과 기어의 각가속도를 찾는 공식을 사용했습니다. 우리는 모든 계산을 수행하여 1.8 rad/s라는 답을 얻었습니다.2.
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이 문제에서는 가변 힘 F = 9t2가 질량 m = 2.5kg의 랙에 적용될 때 시간 t = 1s에서 기어 1의 각가속도를 찾는 것이 필요합니다. 기어의 반경은 r = 0.4 m이고, 회전축에 대한 관성 모멘트 I1 = 2 kg · m2입니다.
문제를 해결하려면 힘의 순간을 계산하는 공식을 사용할 수 있습니다. M = F * r. 여기서 M은 힘의 순간, F는 힘, r은 반경입니다. 기어의 각가속도는 다음 공식을 사용하여 찾을 수 있습니다. α = M / I1, 여기서 α는 각가속도, I1은 회전축에 대한 관성 모멘트입니다.
알려진 값을 대체하면 M = 9 * 1^2 * 0.4 = 3.6 N * m, α = 3.6 / 2 = 1.8 rad / s2가 됩니다. 따라서 시간 t = 1s에서 기어 1의 각가속도는 1.8rad/s2입니다.
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Kepe O.? 컬렉션의 문제 19.2.4. 다음과 같이 공식화됩니다.
질량 m = 2.5kg인 기어 랙 2가 주어지고 여기에 가변 힘 F = 9t2가 적용됩니다. 기어의 반경이 r = 0.4 m이고 회전축에 대한 관성 모멘트 I1 = 2 kg · m2인 경우 시간 t = 1 s에서 기어 1의 각가속도를 결정해야 합니다.
이 문제를 해결하려면 회전 운동의 역학 방정식을 사용해야 합니다.
I1 * α = M,
여기서 I1은 회전축에 대한 기어 1의 관성 모멘트, α는 기어 1의 각가속도, M은 기어 1에 작용하는 힘의 모멘트입니다.
기어 1에 작용하는 힘의 순간은 에너지 보존 법칙에 의해 결정될 수 있습니다.
ΔE = ΔK + ΔП = 0,
여기서 ΔE는 시스템의 전체 기계 에너지 변화이고, ΔK는 기어 1의 운동 에너지 변화이며, ΔП는 랙 2와 기어 1의 위치 에너지 변화입니다.
기어 1의 운동에너지 변화는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.
ΔK = K2 - K1 = (I1 * Ω1^2) / 2 - 0,
여기서 K1은 기어 1의 초기 운동 에너지(기어가 정지 상태이므로 0임), K2는 기어 1의 최종 운동 에너지, Ω1은 기어 1의 각속도입니다.
랙 2와 기어 1의 위치에너지 변화는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.
ΔП = П2 - П1 = (m * g * h2) - (m * g * h1) = - m * g * (h1 - h2),
여기서 P1은 랙 2와 기어 1의 초기 위치 에너지(랙과 기어가 정지 상태이므로 0임), P2는 랙 2와 기어 1의 최종 위치 에너지, g는 중력 가속도, h1은 랙 2와 기어 1의 초기 위치 높이(0과 동일), h2는 랙 2와 기어 1의 최종 위치 높이입니다.
랙 2와 기어 1의 최종 위치 높이는 시간 t 동안 랙 2와 기어 1의 질량 중심 이동이 다음과 같다는 것을 알면 찾을 수 있습니다.
Δh = (F * r * t^2) / (m * g).
그러면 시스템의 최종 위치 에너지는 다음과 같습니다.
П2 = m * g * h2 = m * g * (h1 + Δh) = m * g * (F * r * t^2) / (m * g) = F * r * t^2.
따라서 시스템의 총 기계적 에너지의 변화는 다음과 같습니다.
ΔE = ΔK + ΔП = (I1 * Ω1^2) / 2 - F * r * t^2.
ΔE는 0이므로 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
(I1 * Ω1^2) / 2 = F * r* t^2.
이 방정식으로부터 각가속도 α를 표현하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.
α = M / I1 = (F * r) / I1 = 9t^2 * r / I1.
문제 조건(t = 1 s, r = 0.4 m, I1 = 2 kg · m2)의 특정 값을 대체하면 다음을 얻습니다.
α = 9 * 1^2 * 0.4 / 2 = 1.8 rad/s2.
따라서 시간 t = 1s에서 기어 1의 각가속도는 1.8rad/s2와 같으며 이는 문제 조건(1.5)의 답과 일치하지 않습니다. 문제 설명에 잘못된 답이 포함되어 있거나 계산에 오류가 있을 수 있습니다.
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