В
Все
У
Українська література
Г
Геометрия
Д
Другие предметы
Э
Экономика
Г
География
О
ОБЖ
М
Математика
М
МХК
Х
Химия
Қ
Қазақ тiлi
Л
Литература
У
Українська мова
О
Обществознание
Ф
Физика
А
Английский язык
А
Алгебра
И
История
Б
Беларуская мова
Б
Биология
М
Музыка
П
Право
И
Информатика
П
Психология
В
Видео-ответы
Н
Немецкий язык
Ф
Французский язык
О
Окружающий мир
Р
Русский язык
Derar
Derar
10.01.2023 00:08 •  Физика

Шнур в виде замкнутой окружности вращается вокруг вертикальной оси, проходящей через ее центр, с угловой скорость . масса шнура m, длина шнура l0, коэффициент жесткости k. найти силу натяжения шнура.

Ответ:
Ивангай228666
Ивангай228666
04.10.2020 20:44
Рассмотрим элемент шнура, заключенный в центральном угле Δα. Слева и справа на него действуют силы натяжения, и угол между их направлениями π-Δα. Сложим их векторно, их сумма будет

F = 2T\sin(\Delta\alpha/2)\approx T\Delta\alpha

Эта сила придает центростремительное ускорение элементику шнура. Его масса равна 

Δm = m*Δα/2π

Запишем второй закон Ньютона
\Delta m \cdot\omega^2R = T\Delta\alpha\\
\frac{m\omega^2R}{2\pi} = T

С другой стороны по закону Гука T = k(L-L0) = k(2πR-L0) поэтому

\frac{m\omega^2R}{2\pi} = k(2\pi R-l_0)\\
R(2\pi k - \frac{m\omega^2}{2\pi}) = kl_0\\\\
R = kl_0(2\pi k - \frac{m\omega^2}{2\pi})^{-1} = \frac{l_0}{2\pi}(1-\frac{m\omega^2}{4\pi^2k})^{-1}

Мы нашли радиус вращающегося кольца. Отметим что при нулевой угловой скорости радиус совпадает с радиусом нерастянутого кольца (длина окружности делить на два пи), и устойчивое вращение возможно только при не слишком больших угловых скоростях. Силу натяжения найти теперь легко

T = k(2\pi R-l_0) = k(l_0(1-\frac{m\omega^2}{4\pi^2k})^{-1}-l_0) = \\\\
= kl_0[(1-\frac{m\omega^2}{4\pi^2k})^{-1}-1]
0,0(0 оценок)
Популярные вопросы: Физика
Полный доступ
Позволит учиться лучше и быстрее. Неограниченный доступ к базе и ответам от экспертов и ai-bota Оформи подписку
logo
Начни делиться знаниями
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?