Физика, опубликовано 2018-08-22 23:58:46 by Гость

Тонкое резиновое кольцо жесткостью k и массой m, лежащее на горизонтальной поверхности, начинают медленно раскручивать вокруг его оси. При какой угловой скорости длина кольца увеличится вдвое? При какой угловой скорости кольцо обязательно разорвется? Считать, что закон Гука выполняется вплоть до момента разрыва кольца.

Ответ оставил Гость

Удлинение кольца равно первоначальной длине кольца L₀ = 2*π*R₀
Сила упругости возникшая в кольце равна центростремительной силе
F = k*L₀ = m*v²/R, R = 2*R₀ - радиус вращающегося кольца
k*2*π*R₀ = m*ω²*R²/R = m*ω²*(2*R₀)²/(2*R₀) = 2*m*ω²*R₀
π*k =m*ω² => ω² = π*k/m
ω = √(πk/m)
Нашел, как добавить
σ = E*(L-L₀)/L₀ = E*ΔL/L₀ => ΔL = σ*L₀/E
σ - предел прочности резины
Е - модуль Юнга резины
Удлинение кольца ΔL = σ*2*π*R₀/E
k*ΔL = mv²/R
R = (L₀ + ΔL)/(2*π) = (2*π*R₀ + 2*π*R₀*σ/E)/(2*π) = R₀ + R₀*σ/E = R₀*(1 + σ/E)
k*σ*2*π*R₀/E = m*ω²*R
2*π*k*R₀*σ/E = m*ω²*R₀*(1 + σ/E)
2*π*k*σ/E = m*ω²*(1 + σ/E)
ω² = 2*π*k*σ/(E*m*(1 + σ/E))
ω = √(2*π*k*σ/(E*m*(1 + σ/E)))
ω = √(2*π*k*σ/(m*(E + σ)) - угловая скорость при которой произойдет разрыв шнура

Не нашли ответа?
Если вы не нашли ответа на свой вопрос, или сомневаетесь в его правильности, то можете воспользоваться формой ниже и уточнить решение. Или воспользуйтесь формой поиска и найдите похожие ответы по предмету Физика.

Форма вопроса доступна на полной версии этой страницы.