Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Szögelfordulás, szögsebesség

565
Egy 1,8 m átmérőjű m = 350kg tömegű (tárcsának tekinthető) vízszintes elrendezésű
ε=3 rad/s^2 egyenletes szöggyorsulással álló helyzetből gyorsítunk
Mekkora a szögelfordulás után éri el az asztal az ω1=1,2 ad/s szögsebességet?
Mekkora nyomatékkal kell forgatni a körasztal tengelyét ennek a szöggyorsulásnak az elérésére?
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Felsőoktatás / Fizika

Válaszok

1
A szöggyorsulás jele béta (β) szokott lenni, nem epszilon (ε).
`β=3 "rad"/s^2`
Aztán ilyen mennyiségek érdekesek még a forgómozgás kapcsán:
`ω` (omega) a szögsebesség
`θ` (teta) a tehetetlenségi nyomaték (forgási tehetetlenség) (Lehet, hogy `I`-vel jelölitek)
`M` a forgatónyomaték (vagy simán csak nyomaték)

Az egyenes irányú mozgásnál előforduló képleteket bizonyára tudod. Felírok egy párat és mellé írom, hogy mi a megfelelő képlet forgómozgásnál:

`{:
(v=a·t,"sebesség",quad quad,ω=β·t,"szögsebesség"),
(s=1/2·a·t^2,"megtett út",quad quad,α=1/2·β·t^2,"szögelfordulás"),
(F=m·a,"erő",quad quad,M=θ·β,"forgatónyomaték"),
(E_m=1/2·m·v^2,"mozgási energia",quad quad,E_m=1/2·θ·ω^2,"forgó mozgási energia")
:}`

Figyeld meg, mennyire egy kaptafára mennek a képletek!
- A sebességnek a megfelelője a szögsebesség (`v,ω`)
- a gyorsulásnak a szöggyorsulás (`a,β`)
- az útnak a szögelfordulás (`s,α`)
- az erőnek a forgatónyomaték (`F,M`).
- a tömegnek a tehetetlenségi nyomaték (`m,θ`)

A tehetetlenségi nyomatékot így lehet kiszámolni egy pontszerű test esetén:
`θ=m·r^2`
ahol `r` a test távolsága a forgástengelytől.
Ha nem pontszerű, hanem kiterjedt a test, akkor elvileg úgy kell kiszámolni, hogy
`θ=sum_i m_i·r_i^2`
amiből a szumma helyett inkább integrál lesz, de a gyakorlatban mindenféle alakú testre már más megcsinálta az integrálást és táblázatokban ott van a képlet. Pl. itt:
https://hu.wikipedia.org/wiki/Tehetetlens%C3%A9gi_nyomat%C3%A9kok_list%C3%A1ja
Ott megtalálod, hogy tárcsa esetén ez a képlet, ha a tárcsa tengelye mentén forgatjuk:
`θ=(m·r^2)/2`
(A linken `I`-vel jelölik, én `θ`-val...)

Ez valójában a második kérdéshez kell, kezdjük azzal:

Az átmérőből (fele a sugár) meg a tömegből számold ki a test tehetetlenségi nyomatékát, aztán a forgatónyomaték (ami a kérdés) a már fentebb írt képlettel jön ki:
`M=θ·β`

Az első kérdés pedig:
Ehhez két képletből kell egyenletrendszert felírni:
`ω=β·t`
`α=1/2·β·t^2`

Oldd meg.
1