Drehmoment-Hausaufgaben [geschlossen]

Wir haben gelernt, dass Drehmoment gleich einer Kraft ist, die senkrecht zu einem Radius (Verschiebung) steht; Allerdings kann ich eine der Studienfragen, die wir erhalten haben, einfach nicht verstehen:

Ein Hammerwerfer beschleunigt den Hammer (Masse = 7,30 kg) innerhalb von vier vollen Umdrehungen (Umdrehungen) aus der Ruhe und lässt ihn mit einer Geschwindigkeit von 30,0 m/s los. Berechnen Sie die folgenden Antworten unter der Annahme einer gleichmäßigen Anstiegsrate der Winkelgeschwindigkeit und eines Radius von 1,50 m.

(a)Winkelbeschleunigung: 7,96 rad/s2

(b) die (lineare) Tangentialbeschleunigung: 11,94 m/s2

(c) die Zentripetalbeschleunigung kurz vor der Freigabe: 600 m/s2

(d) die Nettokraft, die der Athlet kurz vor dem Loslassen auf den Hammer ausübt: 4380 N

(e) der Winkel dieser Kraft in Bezug auf den Radius der Kreisbewegung ist ___

Also im Grunde habe ich die Winkelbeschleunigung, Tangentialbeschleunigung, Zentripetalbeschleunigung und die Nettokraft beantwortet, aber ich kann den Winkel nicht bestimmen. Danke!

Wann willst du den Winkel? Wenn sich der Hammer dreht, muss die Zentripetalkraft zunehmen, während die Tangentialkraft gleich bleibt, sodass der Winkel mit der Zeit abnimmt. Es ist ein wenig merkwürdig, woher die Tangentialkraft kommt, wenn sich der Hammer auf einem Kreis bewegt, der durch einen Radius mit dem Zentrum verbunden ist. (Versuchen Sie, sich einige Videos von Leuten anzusehen, die Hammer werfen. Sie bewegen sich tatsächlich durch den Wurfbereich vorwärts, während sie sich drehen.)
Ich glaube, dass sich die Tangentialbeschleunigung auf die lineare Verschiebung nach dem Loslassen des Hammers bezog. Die vorherige Frage fragt nach der Nettokraft, die direkt vor dem Loslassen auf den Hammer ausgeübt wird, daher muss der Winkel vor dem Loslassen richtig sein. Würde das Posten der vorherigen Fragen und Antworten helfen? Danke!
Ja, posten Sie auf jeden Fall die vorherigen Teile der Frage, da sie erforderlich sind, um Teil (e) zu verstehen. Sagen Sie uns auch, was Sie mit diesem Teil versucht haben. Sie müssen sich mehr Mühe geben, als nur zu sagen: "Ich kann diese Frage nicht lösen."
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Danke für all die Rückmeldungen Jungs! Füllen Sie jetzt zusätzliche Informationen aus.
Um ehrlich zu sein, habe ich nicht viel mit Teil (e) gemacht. Ich nahm an, dass der Winkel 90 betragen würde, da die Kraft senkrecht zum Drehmoment sein muss, aber das war nicht richtig.

Antworten (3)

Sie kennen die Tangential- und Zentripetalbeschleunigung, daher ist es gut, diese Richtungen als Basis zu verwenden. Und Sie wissen, dass die Richtung der Kraft dieselbe ist wie die Beschleunigung. Das heißt, Sie haben die Richtung der Kraft in der Ebene, in der sich der Hammer dreht v → = ( − 600 , 11.94 ) . In derselben Ebene kennst du die Richtung des Radius: er ist zentripetal u → = ( 1 , 0 ) . Jetzt berechnen Sie einfach den Winkel dazwischen v → Und u → .

Für die lineare Beschleunigung wissen Sie, dass Sie Entfernung nach
Entfernung = 0,5 x Beschleunigung x Zeit ^ 2 finden

Das würde Ihr Problem für den linearen Fall lösen. Versuchen Sie, sich im Rotationsfall nach etwas Ähnlichem umzusehen. Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, das Problem zu lösen, sogar beginnend mit meinem Hinweis.

Die vom Werfer auf den Hammer ausgeübte Kraft hat zwei Komponenten: zentripetal und tangential. Was Sie in Punkt (d) tatsächlich berechnet haben, war nur die zentripetale Komponente, bezogen auf die zentripetale Beschleunigung. Wenn Sie auch die Tangentialkomponente der Kraft berechnen, können Sie Folgendes berechnen:

  1. die korrekte Nettokraft unter Verwendung des Satzes von Pythagoras
  2. den Winkel, in dem diese Kraft wirkt, unter Verwendung einiger grundlegender Trigonometrie (eine Skizze der Situation von oben hilft Ihnen, das richtige Verhältnis zur Verwendung zu bestimmen)
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