сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 0 № 3045
i

Во­прос. Из­вест­но, что углы можно из­ме­рять не толь­ко в гра­ду­сах, но и в ра­ди­а­нах (рад). Ве­ли­чи­на угла в ра­ди­а­нах равна от­но­ше­нию длины дуги, от­се­ка­е­мой этим углом на окруж­но­сти ра­ди­у­са R, к ра­ди­у­су:  \varphi = дробь: чис­ли­тель: I, зна­ме­на­тель: R конец дроби (таким об­ра­зом, угол 360° равен ра­ди­ан). Уг­ло­вую ско­рость, то есть ско­рость из­ме­не­ния угла по­во­ро­та, при­ня­то из­ме­рять в рад/с. Пусть не­ко­то­рая точка дви­жет­ся по окруж­но­сти ра­ди­у­са R. Как свя­за­ны между собой ее уг­ло­вая ско­рость \omega= дробь: чис­ли­тель: \varphi , зна­ме­на­тель: t конец дроби и ли­ней­ная ско­рость V?

За­да­ча. В не­ко­то­ром ме­ха­низ­ме ве­ду­щая ше­сте­рен­ка ра­ди­у­са R вра­ща­ет­ся с уг­ло­вой ско­ро­стью ω. Эта ше­сте­рен­ка при­во­дит в дви­же­ние ше­сте­рен­ку мень­ше­го ра­ди­у­са, рав­но­го r. Ше­сте­рен­ки вра­ща­ют­ся без про­скаль­зы­ва­ния. На ободе каж­дой ше­сте­рен­ки по­став­ле­на метка. В мо­мент вре­ме­ни t  =  0 эти метки со­при­кос­ну­лись. Через какое время эти метки в пер­вый раз будут дви­гать­ся во вза­им­но-пер­пен­ди­ку­ляр­ных на­прав­ле­ни­ях?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Ответ на во­прос. Ли­ней­ная ско­рость V= дробь: чис­ли­тель: l, зна­ме­на­тель: t конец дроби , а длину прой­ден­ной дуги можно вы­ра­зить через угол по­во­ро­та l=R \varphi . По­это­му

V=R дробь: чис­ли­тель: \varphi, зна­ме­на­тель: t конец дроби =R \omega рав­но­силь­но \omega= дробь: чис­ли­тель: V, зна­ме­на­тель: R конец дроби .

Ра­ще­ние за­да­чи. По­сколь­ку ше­сте­рен­ки вра­ща­ют­ся без про­скаль­зы­ва­ния, то ли­ней­ные ско­ро­сти точек их обо­дов будут сов­па­дать. Зна­чит, их уг­ло­вые ско­ро­сти Ω и ω свя­за­ны со­от­но­ше­ни­ем

\Omega R=\omega r \Rightarrow \omega= дробь: чис­ли­тель: R, зна­ме­на­тель: r конец дроби \Omega.

В каж­дый мо­мент вре­ме­ни метки дви­жут­ся по ка­са­тель­ной к ободу (пер­пен­ди­ку­ляр­но ра­ди­у­су ше­сте­рен­ки), по­это­му ско­ро­сти меток впер­вые ста­нут пер­пен­ди­ку­ляр­ны, когда сумма углов их по­во­ро­та от на­чаль­но­го по­ло­же­ния со­ста­вит 90°, или  дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рад. Зна­чит, ис­ко­мое время на­хо­дит­ся из урав­не­ния \Omega t плюс \omega t= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , от­ку­да

\Omega левая круг­лая скоб­ка 1 плюс дробь: чис­ли­тель: R, зна­ме­на­тель: r конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка t= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

или t= дробь: чис­ли­тель: Пи r, зна­ме­на­тель: 2 \Omega левая круг­лая скоб­ка R плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

 

Ответ: t= дробь: чис­ли­тель: Пи r, зна­ме­на­тель: 2 \Omega левая круг­лая скоб­ка R плюс r пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Мак­си­маль­ная оцен­ка за во­прос: 5 тех­ни­че­ских балов.

Мак­си­маль­ная оцен­ка за ре­ше­ние за­да­чи: 20 тех­ни­че­ских балов.

Классификатор: Ме­ха­ни­ка. Дви­же­ние по окруж­но­сти