讓我們解決一個關於輪子的物理問題。
希望:
第一輪半徑R1=0.8m
第二輪半徑 R2 = 0.5 m
時間 t = 3.14 秒
第一輪自轉定律?1=20t
需要找到:
時間 t = 3.14 s 期間車輪 2 的轉數
答:
第一個輪以角速度 ?1 旋轉,由定律 ?1 = 20t 決定
輪1的角速度:
?1 = 20t = 20 * 3.14 = 62.8 弧度/秒
在時間 t = 3.14 秒內,第一個輪子將完成:
?1 * t = 62.8 * 3.14 = 197.192 拉德
第一輪總轉數:
n1 = ?1 * t / 2π = 197,192 / 2π ≈ 31,4
第二輪角速度:
?2 = ?1 * R1 / R2 = 62.8 * 0.8 / 0.5 = 100.48 弧度/秒
時間 t = 3.14 s 期間秒輪的轉數:
n2 = ?2 * t / 2π = 100,48 * 3,14 / 2π ≈ 16
答案:16
因此,在時間 t=3.14 秒內,輪 2 將轉 16 圈。
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問題8.4.3描述了輪子的旋轉,需要確定輪子2在一定時間內的轉數。在解決這個問題時,我們使用公式和物理定律,詳細解釋解決方案的每一步並得出最終答案。
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Kepe O.? 收集的問題 8.4.3 的解決方案。如果已知輪子 1 的旋轉定律和兩個輪子的半徑,則確定在給定時間內輪子 2 的轉數。
根據問題條件,輪子 1 依照 θ1 = 20t 的規律旋轉,其中 θ1 為輪子 1 的旋轉角度,單位為弧度,t 為時間,單位為秒。需要確定輪 2 在時間 t = 3.14 s 內轉了多少圈。車輪半徑 R1 = 0.8 m,R2 = 0.5 m。
為了解決這個問題,需要利用輪子 1 的旋轉定律,確定輪子 1 在時間 t = 3.14 s 內轉了多少圈。為此,您需要將輪子 1 的旋轉角度表示為時間t:
?1 = 20t
請注意,在輪 1 旋轉一整圈的過程中,會經過 2π 弧度的角度,因此輪 1 的轉數可以透過以下公式求出:
n1 = ?1 / 2π
現在您可以找到時間 t = 3.14 s 時輪 1 的旋轉角度:
?1 = 20 * 3.14 = 62.8 弧度
然後求出1號輪在這段時間內的完整轉數:
n1 = 62,8 / 2π ≈ 10
因此,在時間 t = 3.14 秒內,輪 1 轉了大約 10 整圈。
為了求出同一時間內車輪 2 的轉數,需要注意的是,車輪 1 每轉一圈,車輪 2 就會沿著車輪 1 的圓週經過一個半徑為 R2 的圓。因此,在時間 t = 3.14 s ,輪子2 運行的路徑等於輪子1 所在圓的長度乘以輪子1 的轉數:
L1 = 2πR1
n2 = L1 * n1 / (2πR2)
將車輪半徑的值和找到的車輪1的轉數代入,我們得到:
n2 = 2πR1 * n1 / (2πR2) = R1 / R2 * n1 ≈ 16
因此,輪 2 在時間 t = 3.14 秒內轉了大約 16 圈。答案與問題陳述中指出的一致。
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