Консультация # 199046: Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос: Диск двигается по ровной горизонтальной поверхности так, что в некоторый момент времени векторы скоростей двух точек диска A и B, находящихся на расстоянии AB=10 см друг от друга, равны по величине и составляют угол α=60∘ друг с другом. Величина скоростей то...
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Диск двигается по ровной горизонтальной поверхности так, что в некоторый момент времени векторы скоростей двух точек диска A и B, находящихся на расстоянии AB=10 см друг от друга, равны по величине и составляют угол α=60∘ друг с другом. Величина скоростей точек A и B v=3 м/с. Определите, какой угол с вектором AB→ может составлять вектор скорости точки A в указанный момент времени.(ответов может быть
несколько)
Здравствуйте, goldelox! Условие : Расстояние AB = 10 см, угол α = 60° , Величина скоростей точек Va = Vb = U = 3 м/с . Вычислить угол β м-ду векторами AB→ и Va→ . Решение : Начинать решение этой трудной для представления задачи нужно с построения чертежа. Я начертил отрезок AB , который вращается против часовой стрелки вокруг точки O . Рисунок прилагаю ниже.
"Основным геометрическим свойством твёрдого тела является то, что расстояние м-ду двумя любыми его точками остаётся неизменным. Следовательно, проекции скоростей 2х точек твёрдого тела на соединяющую их прямую с отрезком AB обязательно должны быть одинаковы. Иначе в следующее мгновение длина отрезка м-ду ними изменится на ΔV·Δt" (аннотация из лекции по физике
"Кинематика плоского движения тв
ёрдого тела" по ссылке youtu.be/A4Tf4lMkJsQ от Автора Консультации)
Таким образом, нам надо найти такой угол β, при котором равны проекции Vaп = Vbп . Vaп = Va·cos(β) Vbп = Vb·cos(γ) По чертежу видно, что ∠DBE = ∠BAF = β (вертикали BE и AF - паралельны) ∠CBE = ∠BOA = α (потому что BE⊥OA , а BC⊥OB). γ = α - β
Значит,
U·cos(β) = U·cos(α - β) Делим обе части на U : cos(β) = cos(α)·cos(β) + sin(α)·sin(β) Делим обе части на cos(β) : 1 = cos(α) + sin(α)·tg(β) tg(β) = [1 - cos(α)] / sin(α) = [1 - cos(60°)] / sin(60°) = (1 - 1/2) / (√3 / 2) = (2 - 1) / √3 = 1 / √3 β = arctg(1 / √3) = 30° + 180°·n , где n - любое целое число.
Проверяем : Если изменить направление вращения на противо
положное - те есть, вращать отрезок AB по часовой стрелке, то векторы Va→ и Vb→ также развернутся на 180°. Развернутся и их проекции Vaп→ и Vbп→ . И тогда угол β2 будет равен β + 180° = 210°. Вероятно, это то же самое, что и 360 - 210 = 150°. Поэтому, если Вам надо выдать побольше ответов, то можете предложить экзаменатору 3 ответа : 30, 210 и 150°.
Команда портала RFPRO.RU благодарит Вас за то, что Вы пользуетесь нашими услугами. Вы только что прочли очередной выпуск рассылки. Мы старались.
Пожалуйста, оцените его. Если совет помог Вам, если Вам понравился ответ, Вы можете поблагодарить автора -
для этого в каждом ответе есть специальные ссылки. Вы можете оставить отзыв о работе портале. Нам очень важно знать Ваше мнение.
Вы можете поближе познакомиться с жизнью портала, посетив наш форум, почитав журнал,
который издают наши эксперты. Если у Вас есть желание помочь людям, поделиться своими знаниями, Вы можете зарегистрироваться экспертом.
Заходите - у нас интересно!