Каков угол поворота диска, когда его вектор полного ускорения образует угол 45° с его радиусом, при условии, что диск

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

Забытый_Сад_71

Чтобы решить данную задачу, нам необходимо использовать некоторые основы физики и тригонометрии. Давайте начнем.

Предоставленное уравнение ϕ=2+4t3 задает угловое положение диска в зависимости от времени t.

Выражение за вектор полного ускорения можно записать как:

a=Rα

где R - расстояние от оси вращения (радиус диска), а α - угловое ускорение.

В данной задаче, известно, что вектор полного ускорения a образует угол 45° с радиусом диска. Обозначим этот угол как θ.

Теперь мы можем записать вектор полного ускорения в виде:

a=acos(θ)i+asin(θ)j

где a - величина полного ускорения.

Также мы можем переписать Rα в виде:

Rα=rαcos(ϕ)i+rαsin(ϕ)j

где r - расстояние от оси вращения до точки на диске.

Теперь у нас есть два выражения для a и Rα. Подставим их в уравнение Rα=a:

rαcos(ϕ)i+rαsin(ϕ)j=acos(θ)i+asin(θ)j

Поскольку векторы i и j линейно независимы, мы можем сравнить соответствующие компоненты и получить два уравнения:

rαcos(ϕ)=acos(θ)
rαsin(ϕ)=asin(θ)

Разделим оба уравнения друг на друга, чтобы избавиться от неизвестных величин a и α:

tan(ϕ)=sin(θ)cos(θ)=tan(θ)

Теперь найдем угол ϕ при помощи тригонометрической функции арктангенса:

ϕ=arctan(tan(θ))

В нашей задаче θ=45°, поэтому:

ϕ=arctan(tan(45°))

Используя значение arctan(tan(45°))=45°, мы можем сделать вывод, что угол поворота диска составляет 45°.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello