1) Если угол, на который поворачивает колесо вагона диаметром 0,5 м, изменяется в соответствии с уравнением φ = 8t – 1,5t2, то какое будет ускорение точек на ободе колеса в момент времени 1 с? (м/с2) 1) 0,31. 2) 0,45. 3) 3,01. 4) 6,25 5) 0,84
7) Если путь, пройденный телом по окружности радиусом 3 м, задается уравнением s = at2 + bt, где a = 0,4 м/с2, b = 0,1 м/с, то какое будет касательное ускорение? (м/с2) 1) 0,84 2) 0,41 3) 0,35 4) 0,27 5) 0,80
7) Если путь, пройденный телом по окружности радиусом 3 м, задается уравнением s = at2 + bt, где a = 0,4 м/с2, b = 0,1 м/с, то какое будет касательное ускорение? (м/с2) 1) 0,84 2) 0,41 3) 0,35 4) 0,27 5) 0,80
Iskryaschayasya_Feya
Для решения задачи нам понадобятся формулы, связанные с движением по окружности:
Угловая скорость \(\omega\) связана с линейной скоростью \(v\) и радиусом окружности \(r\) следующим образом:
\[v = r \cdot \omega\]
Ускорение \(a\) связано с радиусом \(r\), угловым ускорением \(\alpha\), и линейным ускорением \(a_t\) следующим образом:
\[a = r \cdot \alpha = r \cdot \frac{{dv}}{{dt}} = r \cdot a_t\]
Теперь рассмотрим каждую задачу в отдельности.
1) Для начала найдем угловую скорость \(\omega\) в момент времени \(t = 1\) сек. Подставим \(t = 1\) в уравнение \(\varphi = 8t - 1.5t^2\) и рассчитаем угол поворота колеса:
\[\varphi = 8 \cdot 1 - 1.5 \cdot 1^2 = 8 - 1.5 = 6.5\, \text{рад}\]
Зная диаметр колеса \(d = 0.5\) м, можем найти радиус \(r\) по формуле \(r = \frac{d}{2}\):
\[r = \frac{0.5}{2} = 0.25\, \text{м}\]
Теперь мы можем рассчитать линейную скорость \(v\) по формуле \(v = r \cdot \omega\):
\[v = 0.25 \cdot 6.5 = 1.625\, \text{м/с}\]
Далее получим ускорение \(a\) с помощью формулы \(a = r \cdot a_t\):
\[a = 0.25 \cdot \frac{{dv}}{{dt}}\]
Чтобы рассчитать \(\frac{{dv}}{{dt}}\), найдем производную скорости по времени:
\(\frac{{dv}}{{dt}} = \frac{{d}}{{dt}}(r \cdot \omega) = r \cdot \frac{{d\omega}}{{dt}}\)
Теперь найдем производную угловой скорости \(\frac{{d\omega}}{{dt}}\) из уравнения \(\varphi = 8t - 1.5t^2\):
\(\frac{{d\omega}}{{dt}} = \frac{{d}}{{dt}}(8t - 1.5t^2) = 8 - 3t\)
Подставим найденное значение \(\frac{{d\omega}}{{dt}}\) в формулу для \(a\):
\(a = 0.25 \cdot (8 - 3t) = 2 - 0.75t\)
Найдем \(a\) в момент времени \(t = 1\) сек:
\(a = 2 - 0.75 \cdot 1 = 2 - 0.75 = 1.25\, \text{м/с}^2\)
Таким образом, ускорение точек на ободе колеса в момент времени \(t = 1\) сек составляет \(1.25\, \text{м/с}^2\).
2) Для решения второй задачи воспользуемся уравнением для пути \(s = at^2 + bt\), где \(a = 0.4\) м/с\(^2\), \(b = 0.1\) м/с.
Чтобы найти касательное ускорение \(a_t\), нужно продифференцировать уравнение по времени и подставить \(t = 0\).
Рассчитаем \(\frac{{ds}}{{dt}}\):
\(\frac{{ds}}{{dt}} = \frac{{d}}{{dt}}(at^2 + bt) = 2at + b\)
Теперь найдем \(a_t\) при \(t = 0\):
\(a_t = \frac{{d}}{{dt}}(2at + b)\bigg|_{t = 0} = 2a\)
\(a_t = 2 \cdot 0.4 = 0.8\, \text{м/с}^2\)
Таким образом, касательное ускорение тела при движении по окружности радиусом 3 м составляет \(0.8\, \text{м/с}^2\).
Надеюсь, это помогло вам решить задачи! Если у вас возникнут еще вопросы, буду рад помочь вам!
Угловая скорость \(\omega\) связана с линейной скоростью \(v\) и радиусом окружности \(r\) следующим образом:
\[v = r \cdot \omega\]
Ускорение \(a\) связано с радиусом \(r\), угловым ускорением \(\alpha\), и линейным ускорением \(a_t\) следующим образом:
\[a = r \cdot \alpha = r \cdot \frac{{dv}}{{dt}} = r \cdot a_t\]
Теперь рассмотрим каждую задачу в отдельности.
1) Для начала найдем угловую скорость \(\omega\) в момент времени \(t = 1\) сек. Подставим \(t = 1\) в уравнение \(\varphi = 8t - 1.5t^2\) и рассчитаем угол поворота колеса:
\[\varphi = 8 \cdot 1 - 1.5 \cdot 1^2 = 8 - 1.5 = 6.5\, \text{рад}\]
Зная диаметр колеса \(d = 0.5\) м, можем найти радиус \(r\) по формуле \(r = \frac{d}{2}\):
\[r = \frac{0.5}{2} = 0.25\, \text{м}\]
Теперь мы можем рассчитать линейную скорость \(v\) по формуле \(v = r \cdot \omega\):
\[v = 0.25 \cdot 6.5 = 1.625\, \text{м/с}\]
Далее получим ускорение \(a\) с помощью формулы \(a = r \cdot a_t\):
\[a = 0.25 \cdot \frac{{dv}}{{dt}}\]
Чтобы рассчитать \(\frac{{dv}}{{dt}}\), найдем производную скорости по времени:
\(\frac{{dv}}{{dt}} = \frac{{d}}{{dt}}(r \cdot \omega) = r \cdot \frac{{d\omega}}{{dt}}\)
Теперь найдем производную угловой скорости \(\frac{{d\omega}}{{dt}}\) из уравнения \(\varphi = 8t - 1.5t^2\):
\(\frac{{d\omega}}{{dt}} = \frac{{d}}{{dt}}(8t - 1.5t^2) = 8 - 3t\)
Подставим найденное значение \(\frac{{d\omega}}{{dt}}\) в формулу для \(a\):
\(a = 0.25 \cdot (8 - 3t) = 2 - 0.75t\)
Найдем \(a\) в момент времени \(t = 1\) сек:
\(a = 2 - 0.75 \cdot 1 = 2 - 0.75 = 1.25\, \text{м/с}^2\)
Таким образом, ускорение точек на ободе колеса в момент времени \(t = 1\) сек составляет \(1.25\, \text{м/с}^2\).
2) Для решения второй задачи воспользуемся уравнением для пути \(s = at^2 + bt\), где \(a = 0.4\) м/с\(^2\), \(b = 0.1\) м/с.
Чтобы найти касательное ускорение \(a_t\), нужно продифференцировать уравнение по времени и подставить \(t = 0\).
Рассчитаем \(\frac{{ds}}{{dt}}\):
\(\frac{{ds}}{{dt}} = \frac{{d}}{{dt}}(at^2 + bt) = 2at + b\)
Теперь найдем \(a_t\) при \(t = 0\):
\(a_t = \frac{{d}}{{dt}}(2at + b)\bigg|_{t = 0} = 2a\)
\(a_t = 2 \cdot 0.4 = 0.8\, \text{м/с}^2\)
Таким образом, касательное ускорение тела при движении по окружности радиусом 3 м составляет \(0.8\, \text{м/с}^2\).
Надеюсь, это помогло вам решить задачи! Если у вас возникнут еще вопросы, буду рад помочь вам!
Знаешь ответ?