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: (таким образом, угол 360° равен
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?
Ответ на вопрос. Линейная скорость а длину пройденной дуги можно выразить через угол поворота Поэтому
Ращение задачи. Поскольку шестеренки вращаются без проскальзывания, то линейные скорости точек их ободов будут совпадать. Значит, их угловые скорости Ω и ω связаны соотношением
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 рад. Значит, искомое время находится из уравнения откуда
или
Ответ: