角速度和线速度——问题与解答

1.一根绳子末端系着一个小球,它以恒定的角速度 10 rad/s 做半径为 2 米的水平圆周运动。求该小球上一点的线速度大小:

(a)距中心0.5米

(b)距中心1米

(c)距中心2米

已知:

半径(r) = 0.5米、1 米、3 米

角速度= 10 弧度/秒/秒

所需参数:线速度

解决方案:

v = r ω

v =线速度,r =半径,ω =角速度

(a)位于 r = 0.5 米处的点的线速度 (v)

v = r ω = (0.5 米s )(10 rad/s) = 5 米s /se cond

(b)位于r = 1 米处的点的线速度(v)

v = r ω = (1 米)(10 弧度/秒) = 10 米秒/se条件

(c)位于r = 2 米/秒处的点的线速度(v)

v = r ω = (2 米s )(10 rad/s) = 20 米s /se cond

参见  气体分子运动论——问题与解答

2.搅拌机的叶片以 5000 rpm 的转速旋转。求线速度的大小:

(a)距中心5厘米处的点

(b)距中心10厘米处的点

已知:

半径(r) = 5 厘米和10 厘米

角速度 (ω) = 5000 革命 / 60秒秒 = 83.3 革命 / seCOND = (83.3)(6.28 弧度) / seCOND = 523.3 弧度s / seCOND

求:线速度的大小

解决方案:

(a)距中心 0.05 米处的点的线速度大小

v = r ω = (0.05 m)( 523.3 rad/s) = 26 m/s

(b)距中心 0,1 米处的点的线速度大小

v = r ω = (0.1 m)( 523.3 rad/s) = 52 m/s

3.半径为30 厘米的轮子边缘上的一点,以10 米/秒的恒定速度绕圆周运动。

角速度的大小是多少?

已知:

半径 ( r) = 30 厘米 = 0.3米

线速度(v) = 10 米/秒/秒

所需参数:角速度

解决方案:

ω = v / r = 10 / 0.3 = 33 弧度/秒/秒

参见  电阻电路——问题与解决方案

4.一辆轮胎直径为 50 厘米的汽车,1秒内行驶了10米。它的角速度是多少?

已知:

半径(r) = 0.25 米

轮胎边缘某点的线速度(v) = 10 米/秒/秒

所需参数:角速度

解决方案:

ω = v / r = 10 / 0.25 = 40 弧度/秒/秒

5.车轮距离地面 20 厘米,角速度为 120 转/分(弧度)。如果汽车在 10 秒内行驶了多远?

已知:

半径(r) = 20 厘米 = 0.2米

角速度 = 120 转 / 60秒条件 = 2 转 / seCOND = (2)(6.28) 弧度s / seCOND = 12.56 弧度s / seCOND

需要:距离

解决方案:

车轮边缘的速度:

v = r ω = (0.2 米s )(12.56 弧度s /se cond ) = 2.5 米s /se cond

2.5米s / second 指的是车轮行程边缘的一点 2.5米s 每1秒. 后 10是条件, 该点移动 25米s.

所以距离是25米。

参见  摩擦力方程

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