• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  Science >> Vetenskap >  >> Fysik
    En 2,8 kg skiva med 40 cm diameter snurrar med 260 rpm. Hur mycket friktionskraft måste bromsen anbringa för att fälgen ska få stopp på 2,0 s. Svaret bör vara Newton?
    För att beräkna friktionskraften som krävs för att få skivan att stanna på 2,0s, kan vi använda följande formel:

    $$F =I \alpha$$

    Där F är friktionskraften, är I skivans tröghetsmoment och $\alpha$ är vinkelaccelerationen.

    Först måste vi beräkna skivans tröghetsmoment. För en solid skiva ges tröghetsmomentet av:

    $$I =\frac{1}{2} mR^2$$

    Där m är skivans massa och R är skivans radie.

    Genom att ersätta de givna värdena får vi:

    $$I =\frac{1}{2} \times 2,8kg \times (0,2m)^2 =0,056kgm2$$

    Därefter måste vi beräkna vinkelaccelerationen. Vinkelaccelerationen ges av:

    $$\alpha =\frac{\Delta \omega}{\Delta t}$$

    Där $\Delta \omega$ är förändringen i vinkelhastighet och $\Delta t$ är förändringen i tid.

    Skivans initiala vinkelhastighet ges av:

    $$\omega_i =260 \text{rpm} =260 \times \frac{2\pi}{60} =27,4rads^{-1}$$

    Skivans slutliga vinkelhastighet är noll.

    Därför är förändringen i vinkelhastighet:

    $$\Delta \omega =\omega_f - \omega_i =0 - 27,4rads^{-1} =-27,4rads^{-1}$$

    Tidsförändringen anges som 2,0s.

    Därför är vinkelaccelerationen:

    $$\alpha =\frac{-27.4rads^{-1}}{2.0s} =-13.7rads^{-2}$$

    Slutligen kan vi beräkna friktionskraften som krävs för att få skivan att stanna:

    $$F =I \alpha =0,056kgm2 \times -13,7rads^{-2} =-0,77N$$

    Därför måste bromsen anbringa en friktionskraft på 0,77N på skivans kant för att få den att stanna på 2,0s.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com