Домашние задания: Другие предметы

Кто поможет? Не могу правильно подобрать формулы.

На однородный сплошной цилиндрический вал радиусом 20см, момент инерции которого 0,15кг*м2, намотана легкая нить, к концу которой прикреплен груз массой 500г. До начала вращения вала высота груза над полом составляла 2,3м. Определить момент силы, приложенный к валу, если груз опустился за время 1с.
Попробуйте не подбирать формулы, а понимать)

Уравнение движения для цилиндра:
J w = T R + N
(J - момент инерции, w - угловое ускорение, T - сила натяжения нити, R - радиус цилиндра, N - момент внешних сил, приложенных к цилиндру)

Уравнение движения для груза:
m a = T - mg
(m - масса груза, a - ускорение груза, g - ускорение свободного падения)

Связь ускорения с угловым ускорением: a = wR

Груз спускается с постоянным ускорением, тогда зависимость высота от времени:
y(t) = H - (a/2)t^2
(t - время после начала вращения, H - начальная высота)
В момент времени to груз опустится на пол, т. е. высота станет нулем:
y(to) = H - (a/2) to^2 = 0
H = (a/2)to^2

Все, физика кончилась, теперь математика:

Система:
J w = T R + N
m a = T - mg
a = wR
H = (a/2)to^2

Подставляем в первое уравнение:
из 3 уравнения: w = a/R
из 2 уравнения: T = ma + mg
J w = T R + N
Ja/R = maR + mgR + N
N = ( J/R - mR)a - mgR
из 4 уравнения: a = 2H/to^2
N = 2H(J/R - mR)/to^2 -mgR

Ответ: N = 2H(J/R - mR)/to^2 - mgR

Вроде не накосячил, но мало ли... Числа подставлять лень. Удачи =)
Санёк Сергеев
Санёк Сергеев
72 654
Лучший ответ
Эльвира Кусяпова Момент силы обозначается буквой "М", а в ответе "N".
Санёк Сергеев У нас M в механике обозначали момент импульса. Но эт не важно, обозначить можно как угодно, я ведь написал под каждым новым уравнением, что как обозначаю, чтобы не было путаницы)
Сюда пробовали загружать:
r e s h e b n i k . b i z