角加速度和线加速度——问题与解答

1. 三轮车半径为 0 厘米的物体以恒定速度旋转 5弧度/秒2. 的量级是多少? 线性加速度 位于以下位置的点:(a)距中心 10 厘米处;(b)距中心 20 厘米处;(c)位于轮子边缘处?

已知:

半径 (r) = 30 厘米 = 0.3 米

角加速度(α) = 5 rad/s2

招聘: 线性加速度 (a)r = 0.1 米 (b)r = 0.2 米 (c)r = 0.3 米

解决方案:

线加速度(a)与角加速度的关系:

a = r α

(一个) 线性加速度,r = 0.1 米

a = (0.1 m)(5 rad/s2) = 0.5 米/秒2

(二) 线性加速度,r = 0.2 米

a = (0.2 米)(5 弧度/秒)2) = 1 米/秒2

(C) 线性加速度,r = 0.3 米

a = (0.3 米)(5 弧度/秒)2) = 1.5 米/秒2

参见  单缝衍射——问题与解决方案

2. 一个半径为 50 厘米的滑轮。如果滑轮边缘上某点的线加速度为 2 米/秒²。2求滑轮的角加速度!

已知:

半径 (r) = 50 厘米 = 0,5 米

线加速度 (a) = 2 米/秒2

招聘: 角加速度

解决方案:

α = A / r = 2 / 0.5 = 4 弧度/秒2

3. 搅拌机中的刀片半径为 20 厘米,初始静止。2 秒后,刀片以 10 rad/s 的角速度旋转。求 (a) 距中心 10 厘米处的点的线加速度大小;(b) 位于刀片边缘的点的线加速度大小。

已知:

半径 (r) = 20 厘米 = 0.2 米

初始角速度(ωo) = 0

最终角速度(ωt) = 10 弧度/秒

时间间隔 (t) = 2 秒

招聘: 直线加速器位于 (a) r = 0.1 m (b) r = 0.2 m 处的点的坐标

解决方案:

ωt = ωo + α t

10 = 0 + α (2)

10 = 2 α

α = 10 / 2

 α = 5 rad/s

(一个) r = 0.1 米的线加速度

a = r α = (0.1 米)(5 弧度/秒)2) = 0.5 米/秒2

(二) r = 0.2 米的线加速度

a = r α = (0.2 米)(5 弧度/秒)2) = 1 米/秒2

参见  热力学第一定律在某些热力学过程中的应用(等压、等温、等容)

4. 一个半径为 20 厘米的轮子在 2 秒内从 20 rad/s² 的加速度加速到静止。求 (a) 距轮心 10 厘米处的线加速度的大小;(b) 距轮心 10 厘米处的线加速度的大小。

已知:

半径 (r) = 20 厘米 = 0.2 米

初始角速度(ωo) = 20 rad / s

最终角速度(ωt)= 0

时间间隔 (t) = 2 秒

招聘: 线加速度 (a) r = 0.1 m (b) r = 0.2 m

解决方案:

ωt = ωo + α t

0 = 20 + α (2)

-20 = 2 α

α = -20 / 2

 α = -10 rad/s

负号表示 角速度 正在减少。

(一个) r = 0.1 米的线加速度

 a = r α = (0.1 米)(-10 弧度/秒)2) = -1 米/秒2

(二) r = 0.2 米的线加速度

a = r α = (0.2 米)(-10 弧度/秒)2) = -2 米/秒2

参见  斜面上物体的平衡——牛顿第一定律的应用问题及解答

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