Проблемы вращения тела с постоянной скоростью [закрыто]

1

На этом рисунке 1,5 кг масса связана с 2 кг массы через негибкую струну. 1,5 кг масса находится на поверхности стола и через отверстие в столе вниз прошла нить и 2 кг масса висит на этой струне. 1,5 кг масса теперь вращается с постоянной скоростью и коэффициентом трения скольжения. мю к "=" 0,2

Вопросы:


  1. Запишите уравнение Ньютона для 1,5 кг массы, движущейся с постоянной скоростью.

Моя попытка: я думаю, что они просят уравнения углового движения (что еще может быть?). Но если что-то движется с постоянной скоростью, означает ли это, что оно имеет постоянную угловую скорость? Если это так, то единственное уравнение, о котором я могу думать, это θ "=" θ 0 + ю т где θ 0 и θ являются начальным и конечным положением 1,5 кг масса соответственно. Верно ли мое предположение? Как я могу улучшить его?

  1. Какая работа совершается при вращении с постоянной скоростью 1,5 кг масса?

Моя попытка: теперь я немного запутался. В исходном контексте упоминается коэффициент трения скольжения. Это означает, что в нашем рассмотрении присутствует трение. Если бы я рассматривал только работу, совершаемую за счет центростремительной силы, это было бы 0 из-за 90 ° угол. Но если присутствует трение, следует ли учитывать дополнительный крутящий момент, приложенный к 1,5 кг масса, чтобы сохранить его скорость равномерной?

  1. Если мы хотим сохранить 2 кг масса, неподвижная на своем месте (которая висит), то какой должна быть скорость 1,5 кг масса?

Моя попытка: здесь я рассматривал 2 кг масса результирующего движения равна нулю, что означает его ускорение ( а ) было бы нулем. Итак, если мы рассмотрим силу натяжения от 1,5 кг масса, чтобы сохранить 2 кг масса от падения равна L, тогда 2 × 9,8 л "=" м а "=" 2 × 0 л "=" 19,6 Н . Но откуда сила напряжения 1,5 кг происходит от? Я думал, что это от центробежной (или центростремительной) силы. Но стоит ли теперь принимать во внимание трение? Если трение, если ф к тогда я могу написать это м в 2 р ф к л "=" 0 на следующем шаге узнать скорость 1,5 кг масса?

  1. Если скорость 1,5 кг уменьшение массы из-за трения, затем нарисуйте эффективную диаграмму зависимости скорости от времени 2 кг масса.

Моя попытка: Как и в случае с третьим вопросом, я бы рассмотрел

2 × 9,8 л "=" м а "=" 2 а
для 2 кг масса, но здесь а не 0 . Теперь, как я могу попытаться нарисовать его?

Пожалуйста, помогите мне решить мой вопрос. Я борюсь с этим часами. Даже если вы можете ответить на 1 или 2 вопроса, пожалуйста, сделайте это. Мне очень нужна твоя помощь.

Здравствуйте, и добро пожаловать на биржу стека физики! Домашнее задание и вопросы «проверить мою работу» должны касаться конкретной концепции физики и показывать некоторые усилия , направленные на решение проблемы. Мы хотим, чтобы наши вопросы были полезны для более широкого сообщества и будущих пользователей. Пожалуйста, прочтите этот пост о том, как задавать вопросы по домашнему заданию, и этот пост , чтобы узнать, как проверить мою работу.
Есть еще один интересный вопрос (вопрос 5), который я настоятельно рекомендую вам решить после того, как вы решили первые 4 вопроса, а именно: найти частоту малых колебаний системы относительно точки равновесия (предположим, что стол не имеет трения) в направлении строки. Это 2 кг масса колеблется в чисто вертикальном направлении (вверх-вниз).
@VincentThacker, так что мне никто не отвечает. Я вижу, что кто-то тоже проголосовал против. Я не носитель английского языка. Я постарался перевести это как мог.
Как я объяснил выше, просьба о помощи с домашним заданием здесь не по теме. Мы не отвечаем на такие вопросы.
Репост сайта physics.stackexchange.com/questions/652252/… под другим аккаунтом. Пожалуйста, не множьте ваши вопросы, как это.

Ответы (1)

1: Уравнение Ньютона будет состоять из двух компонентов. Для сохранения центростремительного ускорения необходимо натяжение нити T = m. в 2 /Р. Чтобы противостоять трению и поддерживать постоянную скорость, вам нужна внешняя касательная сила F = мю к мг. 2. Мощность источника внешней силы = Fv. 3. Установите T = (2 кг) г, чтобы выдержать вес нижней массы. 4. Без внешней силы крутящий момент от трения вызвал бы уменьшение углового момента, уменьшение напряжения, уменьшение радиуса и позволил бы меньшей массе двигаться вниз с ускорением. Начиная с равновесия, его нисходящая скорость будет начинаться с нуля и увеличиваться со временем (сложным образом и заканчиваться на нуле, когда верхняя масса попадает в отверстие). Я провел численное моделирование этой системы, используя фиксированную систему xy с началом в отверстии. Я положил t = 0, когда внешняя сила была удалена, и Δt = 0,01 сек. Верхняя масса начиналась при x = 0,5 м и y = 0 с равновесием в у 2,556 м/с. Он следовал по спирали в направлении начала координат, завершая один цикл при t = 1,09 с и пересекая ось x на высоте 0,3 м со скоростью 1,95 м/с. Скорость опускания подвешенной массы медленно увеличивалась, достигая максимума 0,34 м/с непосредственно перед первым полупериодом, а затем еще медленнее снижалась после этого.

Спасибо чувак. Вы спасли меня. Кстати, из каких компонентов состоит уравнение Ньютона? И что именно подразумевается под уравнением Ньютона в моем вопросе?
Какая связь между угловым моментом и натяжением?
Уравнение Ньютона включает силы (в данном случае радиальную и тангенциальную), у вас было уравнение кинематики. В этом случае угловой момент равен mvR, а натяжение равно m. в 2 /Р. У меня нет времени прорабатывать детали вопроса (4), и в любом случае наблюдатели, по-видимому, сочли мой первоначальный ответ слишком полным.
Зачем мне принимать во внимание уравнения силы, где скорость постоянна?
Как трение влияет на угловой момент? Когда коэффициент трения скольжения мю к "=" 0,2