Сформировать выводы опытов по физике на рис. 30

1. Момент инерции маховика J = 0.01 кг·м²

2. Модуль момента сил торможения Мт ≈ 0,0942 Н·м

Объяснение:

n = 900 об/мин

N = 75 об

А = 44,4 Дж

J - ? - момент инерции маховика

Mт - ? - момент сил торможения

Угловая скорость маховика в начале торможения

ω₀ = n · π : 30 = 30π (рад/с) ≈ 94,25 рад/с.

Угол поворота маховика с момента начала торможения до остановки

φ = N · 2π = 75 · 2π = 150π (рад) ≈ 471,24 рад.

При равнозамедленном вращении до остановки

ω₀ = ε · t  (t - время от начала торможения до остановки, ε - угловое ускорение замедленного вращения)

ω₀² = ε² · t²

Угол поворота при замедленном вращении определяется по формуле

φ = ω₀t - 0.5 εt²

φ = εt² - 0.5 εt²

φ = 0.5 εt²

φ = 0.5 ε²t²/ε

φ = 0.5 ω₀²/ε

Откуда модуль углового ускорения

ε = 0.5 ω₀²/φ = 0,5 · 900π² : 150π = 3π (рад/с²) ≈ 9,42 рад/с

Работа сил торможения

А = Мт · φ

Откуда

Момент сил торможения равен

Мт = А : φ = 44,4 : 471,23 = 0,0942 (Н·м)

Момент инерции маховика

J = Мт : ε = 0.0942 : 9.42 = 0.01 (кг·м²)

При этом ударе (абсолютно неупругом) выполняется закон сохранение импульса. m1v1=(m1+m2)v2; Значит скорость сцепки после столкновения будет v2=m1v1/(m1+m2), а кинетическая энергия E=0.5(m1+m2)*((m1v1)/(m1+m2))^2;
E=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2);
Сила трения равна F=U(m1+m2)g. Чтобы остановить сцепку, она должна совершить работу, равную кинетической энергии сцепки A=E. Так как работа равна силе, умноженной на перемещение A=FL, то путь до остановки сцепки равен L=E/F; (переведём скорость в м/с, разделив 12/3,6=3,(3) м/с)
L=0.5(m1v1)^2 / (m1+m2)/(U(m1+m2)g);
L=(0.5/Ug)*(m1v1)^2 /(m1+m2)^2;
L=(0.5/(0.05*10))*(50000*3,33)^2 / (50000+30000)^2;
L=2,3 м (округлённо).