Koło zamachowe jest produktem cyfrowym będącym wirtualnym kołem zamachowym o kształcie dysku o średnicy 40 cm i masie 100 kg. Został stworzony z myślą o osobach zainteresowanych fizyką i mechaniką.
Koło zamachowe obraca się z prędkością 10 obr./s i można je zatrzymać za pomocą klocka hamulcowego, który wytwarza siłę tarcia 60 N.
Zestaw zawiera:
Koło zamachowe to doskonały wybór dla tych, którzy chcą poszerzyć swoją wiedzę z fizyki i mechaniki. Zamów już teraz i uzyskaj dostęp do ekscytujących treści!
Opis produktu „Koło zamachowe” jest następujący:
„Koło Zamachowe” to produkt cyfrowy, będący wirtualnym kołem zamachowym o kształcie dysku o średnicy 40 cm i masie 100 kg. Jest przeznaczony do nauki fizyki i mechaniki. Zestaw zawiera model 3D koła zamachowego, animację obrotu, obliczenia momentu tarcia, momentu bezwładności i przyspieszenia kątowego podczas hamowania, a także interaktywne zadania i ćwiczenia.
Podczas pracy „Koło zamachowe” obraca się z częstotliwością 10 obr./s i zatrzymuje się za pomocą klocka hamulcowego, który dociska się do obręczy koła zamachowego i wytwarza siłę tarcia 60 N. W przypadku tego koła zamachowego należy znaleźć :
Do rozwiązania problemu potrzebne są odpowiednie wzory oraz prawa fizyki i mechaniki. Jeśli masz jakieś pytania, jestem gotowy pomóc je rozwiązać.
***
Koło zamachowe to bryła w kształcie dysku o średnicy 40 cm i masie 100 kg. Może obracać się wokół własnej osi z częstotliwością 10 obrotów na sekundę. Podczas zatrzymywania koła zamachowego za pomocą klocka hamulcowego dociskanego do jego obręczy powstaje siła tarcia o wartości 60 N.
Aby rozwiązać problem 10427, musisz użyć następujących wzorów i praw:
Odpowiedź:
Moment tarcia: Mtr = Ftr * R = 60 N * 0,2 m = 12 N*m.
Moment bezwładności koła zamachowego: I = (m * R^2) / 2 = (100 kg * 0,2 m^2) / 2 = 10 kg * m^2.
Przyspieszenie kątowe podczas hamowania: α = Mtr / I = 12 Nm / 10 kgm^2 = 1,2 rad/s^2 (w wartości bezwzględnej).
Czas zatrzymania koła zamachowego można obliczyć korzystając z prawa zmiany energii kinetycznej: ΔК = Wм = Mtr * Δθ, gdzie Δθ jest kątem obrotu koła zamachowego. Z prawa zachowania energii wynika, że początkowa energia kinetyczna koła zamachowego jest równa jego końcowej energii potencjalnej. Początkowa energia kinetyczna koła zamachowego: K1 = (I * ω^2) / 2 = (10 kgm^2 * (10 obr/s * 2π rad/obr)^2) / 2 = 6283,19 J. Końcowa energia potencjalna koła zamachowego: P2 = m * g * h, gdzie h to wysokość, na jaką podniesie się koło zamachowe podczas zatrzymania. h = P2 / (m * g) = K1 / (m * g) = 6,283 m. Δθ = h / R = 6,283 m / 0,2 m = 31,42 rad. Wtedy ΔК = Mtr * Δθ = 12 Nm * 31,42 rad = 377,04 J. Zmiana energii kinetycznej koła zamachowego jest równa ΔK = K1 - K2, gdzie K2 jest końcową energią kinetyczną, która po zatrzymaniu koła zamachowego wynosi zero. Wtedy K1 = ΔK = 377,04 J. Korzystając ze wzoru na energię kinetyczną K = (I * ω^2) / 2, możemy wyrazić prędkość kątową koła zamachowego podczas zatrzymania: ω = sqrt(2 * K / I) = sqrt(2 * 377,04 J / 10 kg*m^2) = 7,74 rad/s. Kąt obrotu koła zamachowego podczas jego zatrzymania: Δθ = ω * t. Stąd możemy wyrazić czas zatrzymania koła zamachowego: t = Δθ / ω = 31,42 rad / 7,74 rad/s = 4,05 s.
Odpowiedź:
***