Какие физические нагрузки возникают на белье при центрифужной отжиме в стиральной машине, если диаметр центрифуги

При центрифужном отжиме в стиральной машине на белье действуют две основные физические нагрузки: центробежная сила и гравитационная сила.

Центробежная сила возникает вследствие вращения центрифуги и направлена от оси вращения (вертикально вверх). Величина центробежной силы зависит от массы объекта и от скорости его вращения. Используя формулу центробежной силы:

\[ F_{\text{ц}} = \frac{{m \cdot v^2}}{r} \]

где \( F_{\text{ц}} \) - центробежная сила, \( m \) - масса объекта, \( v \) - линейная скорость вращения, \( r \) - радиус вращения, можно рассчитать величину центробежной силы.

В данной задаче указано, что диаметр центрифуги составляет 40 см, а частота вращения равна 1200 оборотов в минуту. Мы можем использовать эти данные, чтобы найти радиус вращения и линейную скорость.

Радиус вращения будет половиной диаметра центрифуги:

\[ r = \frac{{d}}{2} = \frac{{40 \, \text{см}}}{2} = 20 \, \text{см} = 0.2 \, \text{м} \]

Линейная скорость можно найти, используя формулу:

\[ v = 2 \pi r \cdot f \]

где \( \pi \approx 3.14 \) - число пи, \( f \) - частота вращения в оборотах в минуту.

Подставим значения:

\[ v = 2 \cdot 3.14 \cdot 0.2 \, \text{м} \cdot 1200 \, \text{об/мин} = 150.72 \, \text{м/мин} \]

Теперь мы можем рассчитать центробежную силу. Для этого нам также нужна масса объекта, которая не указана в условии задачи. Поэтому предположим, что масса белья составляет 2 кг.

\[ F_{\text{ц}} = \frac{{m \cdot v^2}}{r} = \frac{{2 \, \text{кг} \cdot (150.72 \, \text{м/мин})^2}}{0.2 \, \text{м}} = 226080 \, \text{H} \]

Таким образом, физическая нагрузка на белье при центрифужном отжиме составляет примерно 226080 H (хертц). Обратите внимание, что данное значение является приближенным, так как мы сделали предположение о массе белья. При более точном измерении массы можно получить более точный результат.