Каков угол поворота диска, когда его вектор полного ускорения образует угол 45° с его радиусом, при условии, что диск диаметром 10 см вращается вокруг неподвижной оси и его угловое положение определяется уравнением ф = 2 + 4t³ (рад)?
Забытый_Сад_71
Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать некоторые основы физики и тригонометрии. Давайте начнем.
Предоставленное уравнение задает угловое положение диска в зависимости от времени .
Выражение за вектор полного ускорения можно записать как:
где - расстояние от оси вращения (радиус диска), а - угловое ускорение.
В данной задаче, известно, что вектор полного ускорения образует угол 45° с радиусом диска. Обозначим этот угол как .
Теперь мы можем записать вектор полного ускорения в виде:
где - величина полного ускорения.
Также мы можем переписать в виде:
где - расстояние от оси вращения до точки на диске.
Теперь у нас есть два выражения для и . Подставим их в уравнение :
Поскольку векторы и линейно независимы, мы можем сравнить соответствующие компоненты и получить два уравнения:
Разделим оба уравнения друг на друга, чтобы избавиться от неизвестных величин и :
Теперь найдем угол при помощи тригонометрической функции арктангенса:
В нашей задаче , поэтому:
Используя значение , мы можем сделать вывод, что угол поворота диска составляет 45°.
Предоставленное уравнение
Выражение за вектор полного ускорения можно записать как:
где
В данной задаче, известно, что вектор полного ускорения
Теперь мы можем записать вектор полного ускорения в виде:
где
Также мы можем переписать
где
Теперь у нас есть два выражения для
Поскольку векторы
Разделим оба уравнения друг на друга, чтобы избавиться от неизвестных величин
Теперь найдем угол
В нашей задаче
Используя значение
Знаешь ответ?