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 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.
Для того, чтобы линейная скорость ленты была постоянна, необходимо, чтобы в любой момент времени выполнялось равенство 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
где l — ширина ленты. В то же время этот же объем ленты прошел мимо некоторой неподвижной точки со скоростью v, поэтому Приравнивая эти выражения, находим
Тогда угловая скорость вращения передней
Ответ: