Probleme des Rotationskörpers bei gleichförmiger Geschwindigkeit [geschlossen]

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In dieser Figur 1.5 kg Masse ist mit a verbunden 2 kg Masse durch eine starre Schnur. Der 1.5 kg Masse ist auf der Oberfläche eines Tisches und durch ein Loch auf dem Tisch ging die Schnur nach unten und 2 kg Masse hängt an dieser Schnur. 1.5 kg Die Masse dreht sich nun mit gleichmäßiger Geschwindigkeit und ihrem Gleitreibungskoeffizienten μ k = 0,2

Fragen:


  1. Schreiben Sie die Newtonsche Gleichung für die auf 1.5 kg Masse bewegt sich mit gleichförmiger Geschwindigkeit.

Mein Versuch: Ich denke, sie fragen nach Gleichungen der Winkelbewegung (was könnte sonst sein?). Aber wenn sich etwas mit gleichförmiger Geschwindigkeit bewegt, bedeutet das, dass es eine gleichförmige Winkelgeschwindigkeit hat? Wenn ja, dann ist die einzige Gleichung, die mir einfällt, folgende θ = θ 0 + ω T Wo θ 0 Und θ sind die Anfangs- und Endposition der 1.5 kg Masse bzw. Ist meine Vermutung richtig? Wie kann ich es verbessern?

  1. Was ist die geleistete Arbeit aufgrund der Rotation der gleichmäßigen Geschwindigkeit von 1.5 kg Masse?

Mein Versuch: Jetzt bin ich hier etwas verwirrt. Im ursprünglichen Kontext erwähnen sie den Gleitreibungskoeffizienten. Das bedeutet, dass in unserer Betrachtung Reibung vorhanden ist. Wenn ich nur die Arbeit betrachte, die aufgrund der Zentripetalkraft geleistet wird, wäre dies der Fall 0 wegen 90 ° Winkel. Wenn jedoch Reibung vorhanden ist, sollten wir in Betracht ziehen, dass ein zusätzliches Drehmoment auf den ausgeübt wird 1.5 kg Masse, um die Geschwindigkeit konstant zu halten?

  1. Wenn wir es behalten wollen 2 kg Masse stationär an ihrem Platz (die hängt) was sollte dann die Geschwindigkeit sein 1.5 kg Masse?

Mein Versuch: Hier habe ich nachgedacht 2 kg Masse ist die resultierende Bewegung Null, was ihre Beschleunigung bedeutet ( A ) wäre null. Betrachten wir also die Spannkraft von der 1.5 kg Masse zu halten 2 kg Masse vom Fallen ist dann L 2 × 9.8 L = M A = 2 × 0 L = 19.6 N . Aber woher kommt die Spannkraft 1.5 kg kommt von? Ich dachte, es kommt von der Zentrifugalkraft (oder Zentripetalkraft). Aber muss ich jetzt die Reibung berücksichtigen? Wenn die Reibung wenn F k dann kann ich das schreiben M v 2 R F k L = 0 im nächsten Schritt, um die Geschwindigkeit der herauszufinden 1.5 kg Masse?

  1. Wenn die Geschwindigkeit von 1.5 kg Massenabnahme aufgrund von Reibung, dann zeichnen Sie das effektive Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm der 2 kg Masse.

Mein Versuch: Wie bei der 3. Frage würde ich überlegen

2 × 9.8 L = M A = 2 A
für die 2 kg Masse aber hier A ist nicht 0 . Wie kann ich nun versuchen, es zu zeichnen?

Bitte helfen Sie mir, meine Frage zu lösen. Ich kämpfe stundenlang damit. Auch wenn Sie 1 oder 2 Fragen beantworten können, tun Sie es bitte. Ich brauche dringend deine Hilfe.

Hallo und willkommen beim Physics Stack Exchange! Hausaufgaben- und "Meine Arbeit überprüfen"-Fragen sollten nach einem bestimmten physikalischen Konzept fragen und zeigen, dass Sie sich bemühen , das Problem zu lösen. Wir möchten, dass unsere Fragen für die breitere Community und zukünftige Benutzer nützlich sind. Bitte lesen Sie diesen Beitrag zum Stellen von Hausaufgabenfragen und diesen Beitrag zu Fragen zum „Überprüfen meiner Arbeit“.
Es gibt noch eine weitere interessante Frage (Frage 5), die Sie unbedingt ausprobieren sollten, nachdem Sie die ersten 4 Fragen gelöst haben, nämlich die Frequenz kleiner Schwingungen des Systems um den Gleichgewichtspunkt (angenommen, der Tisch ist reibungsfrei) in die Richtung zu finden der Saite. Das heißt, die 2 kg Masse schwingt in rein vertikaler Richtung (auf und ab).
@VincentThacker, also antwortet mir niemand. Ich sehe auch jemanden, der runtergestimmt hat. Ich bin kein englischer Muttersprachler. Ich habe versucht, es so gut wie möglich zu übersetzen.
Wie ich oben erklärt habe, ist das Bitten um Hausaufgabenhilfe hier kein Thema. Wir beantworten solche Fragen nicht.
Repost von physical.stackexchange.com/questions/652252/… mit einem anderen Konto. Bitte vervielfältigen Sie Ihre Fragen nicht so.

Antworten (1)

1: Newtons Gleichung hätte zwei Komponenten. Um die Zentripetalbeschleunigung aufrechtzuerhalten, benötigen Sie eine Spannung in der Saite T = m v 2 /R. Um der Reibung entgegenzuwirken und eine konstante Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, benötigen Sie eine äußere Tangentialkraft F = μ k mg. 2. Die äußere Kraft liefert Leistung = Fv. 3. Stellen Sie T = (2 kg)g ein, um das Gewicht der unteren Masse zu tragen. 4. Ohne die äußere Kraft würde das Reibungsdrehmoment eine Abnahme des Drehimpulses, eine Abnahme der Spannung, eine Abnahme des Radius verursachen und es der unteren Masse ermöglichen, nach unten zu beschleunigen. Ausgehend vom Gleichgewicht würde seine Abwärtsgeschwindigkeit bei Null beginnen und mit der Zeit zunehmen (auf komplexe Weise und bei Null enden, wenn die obere Masse auf das Loch trifft). Ich habe eine numerische Simulation dieses Systems unter Verwendung eines festen xy-Systems mit seinem Ursprung am Loch eingerichtet. Ich lasse t = 0, wenn die äußere Kraft entfernt wurde, und Δt = 0,01 s. Die Obermasse startete bei x = 0,5 m und y = 0 mit einem Gleichgewicht v j von 2,556 m/s. Es folgte einem spiralförmigen Pfad in Richtung des Ursprungs, der einen Zyklus bei t = 1,09 s vollendete und die x-Achse bei 0,3 m mit einer Geschwindigkeit von 1,95 m/s kreuzte. Die Abwärtsgeschwindigkeit der hängenden Masse nahm langsam zu und erreichte kurz vor der ersten Halbwelle ein Maximum von 0,34 m/s und nahm danach noch langsamer ab.

Danke, Mann. Du hast mich gerettet. Was sind übrigens die Komponenten der Newtonschen Gleichung? Und was genau ist mit Newtons Gleichung in meiner Frage gemeint?
Welche Beziehung besteht zwischen Drehimpuls und Spannung?
Die Newtonsche Gleichung beinhaltet Kräfte (in diesem Fall radial und tangential), sie war eine kinematische Gleichung. In diesem Fall ist der Drehimpuls mvR und die Spannung m v 2 /R. Ich habe nicht die Zeit, die Details zu Frage (4) auszuarbeiten, und jedenfalls hielten die Beobachter meine ursprüngliche Antwort offenbar für zu vollständig.
Warum sollte ich Kraftgleichungen berücksichtigen, bei denen die Geschwindigkeit konstant ist?
Wie wirkt sich Reibung auf den Drehimpuls aus? Beim Gleitreibungskoeffizienten μ k = 0,2