сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 21 № 2715
i

Перед сту­ден­том стоит за­да­ча: пе­ре­мо­тать ленту с одной ка­туш­ки на дру­гую так, чтобы ли­ней­ная ско­рость дви­же­ния ленты все­гда была оди­на­ко­ва и равна v. Ра­ди­ус каж­дой ка­туш­ки R, тол­щи­на ленты d левая круг­лая скоб­ка d \ll R пра­вая круг­лая скоб­ка . В на­чаль­ный мо­мент вре­ме­ни вся лента на­мо­та­на на одну из ка­ту­шек. По­мо­ги­те сту­ден­ту опре­де­лить, как он дол­жен из­ме­нять со вре­ме­нем уг­ло­вую ско­рость вра­ще­ния ка­туш­ки, на ко­то­рую на­ма­ты­ва­ет­ся лента.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Для того, чтобы ли­ней­ная ско­рость ленты была по­сто­ян­на, не­об­хо­ди­мо, чтобы в любой мо­мент вре­ме­ни вы­пол­ня­лось ра­вен­ство \omega r=V. Явный вид за­ви­си­мо­сти ра­ди­у­са ка­туш­ки с на­мо­тан­ной лен­той от вре­ме­ни проще всего найти из сле­ду­ю­щих со­об­ра­же­ний: пусть через время t после на­ча­ла дви­же­ния ра­ди­ус ка­туш­ки с на­мо­тан­ной лен­той равен r. Тогда на ка­туш­ке на­мо­та­на лента объ­е­мом

 V= Пи левая круг­лая скоб­ка r в квад­ра­те минус R в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на l,

где l  — ши­ри­на ленты. В то же время этот же объем ленты про­шел мимо не­ко­то­рой не­по­движ­ной точки со ско­ро­стью v, по­это­му  V=v t l d. При­рав­ни­вая эти вы­ра­же­ния, на­хо­дим

 r левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та плюс дробь: чис­ли­тель: v t d, зна­ме­на­тель: Пи конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

Тогда уг­ло­вая ско­рость вра­ще­ния пе­ред­ней

 \omega левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: V, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та плюс дробь: чис­ли­тель: v t d, зна­ме­на­тель: Пи конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

Ответ:  \omega левая круг­лая скоб­ка t пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: V, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та плюс дробь: чис­ли­тель: v t d, зна­ме­на­тель: Пи конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­нияБаллы
Усло­вие по­сто­ян­ства ли­ней­ной ско­ро­сти ленты2
Най­ден объем ленты, на­мо­тан­ный на ка­туш­ку4
Вы­ра­жен объем через ско­рость ленты3
При­рав­не­ны по­лу­чен­ные вы­ра­же­ния, по­лу­че­на r(t)3
По­лу­чен пра­виль­ный ответ3
Мак­си­маль­ный балл15
Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Дви­же­ние по окруж­но­сти