Какое изменение в линейной скорости крайней точки юля произойдет после поворота на 4 рад, принимая во внимание, что угловая скорость остается постоянной и равна 2 рад/с, а ускорение составляет -0,4 м/с^2? Найдите это изменение в м/с. Учитывайте, что радиус юля равен 5 см.
Ответ:
v = ω * r
У нас изначально даны значения угловой скорости (ω = 2 рад/с) и радиуса (r = 5 см = 0,05 м). Мы хотим найти изменение в линейной скорости (v), поэтому формулу можно переписать:
Δv = ω * Δr
Здесь Δv — изменение в линейной скорости, ω — угловая скорость (константа), Δr — изменение в радиусе.
Также нам дано значение ускорения (a = -0,4 м/с^2), которое является изменением в линейной скорости по времени (dv/dt).
Известно, что ускорение a связано с изменением в линейной скорости по времени (dv/dt) по формуле:
a = d(ω*r)/dt
Угловая скорость ω постоянная, поэтому можем записать:
a = d(ω*r)/dt = ω * (dr/dt)
Так как изменение в радиусе происходит только по углу поворота, можно записать:
dr/dt = Δr / Δt
Обозначим Δt как время, за которое происходит поворот на 4 рад. Тогда Δr равно произведению радиуса на угол поворота:
Δr = r * Δθ
В нашем случае r = 0,05 м и Δθ = 4 радиана, поэтому:
Δr = 0,05 м * 4 рад = 0,2 м
Теперь мы можем рассчитать изменение в линейной скорости:
Δv = ω * Δr = 2 рад/с * 0,2 м = 0,4 м/с
Таким образом, изменение в линейной скорости крайней точки юля составит 0,4 м/с.