3. Каково центростремительное ускорение точки диска, наиболее удаленной от его центра, если его диаметр составляет 12

3. Каково центростремительное ускорение точки диска, наиболее удаленной от его центра, если его диаметр составляет 12 см и он вращается со скоростью 1200 об/мин? Какое расстояние в километрах проходит точка в одном обороте?

Подробный ответ:

Физика: Центростремительное ускорение и расстояние в одном обороте

Описание:
Центростремительное ускорение — это ускорение, направленное к центру окружности и обусловленное изменением направления скорости движения точки. Центростремительное ускорение можно вычислить по формуле:

[ a = frac{{v^2}}{{r}} ]

где а — центростремительное ускорение, v — линейная скорость точки, r — радиус окружности.

По задаче, диаметр диска равен 12 см, что соответствует радиусу около 6 см (или 0,06 метра). Скорость вращения диска составляет 1200 об/мин, что можно перевести в м/с:

[ v = frac{{2pi R}}{{t}} ]

где v — линейная скорость, R — радиус окружности, t — время одного оборота.

Теперь мы можем вычислить центростремительное ускорение:

[ a = frac{{(2pi R / t)^2}}{{R}} ]

[ a = frac{{(2pi cdot 0.06 / (1/1200))^2}}{{0.06}} ]

[ a approx 29700 , text{м/с}^2 ]

Чтобы найти расстояние, пройденное точкой в одном обороте, нужно умножить длину окружности диска на количество оборотов. Длина окружности вычисляется по формуле:

[ l = 2pi R ]

[ l = 2pi cdot 0.06 ]

[ l approx 0.376 , text{метра} ]

[ l approx 0.000376 , text{километра} ]

Таким образом, точка проходит примерно 0.000376 километра в одном обороте.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию центростремительного ускорения, вы можете провести аналогию с ускорением свободного падения, которое является центростремительным ускорением тела, движущегося по окружности на некоторой высоте над поверхностью Земли.

Упражнение: Если вращение диска будет замедляться, и его угловая скорость уменьшится в два раза, как изменится центростремительное ускорение точки, наиболее удаленной от центра?

Покажи ответ друзьям: