质量为5千克的模型火车正在一条半径为9米的圆形轨道上移动。如果列车的转速从4 Hz变为5 Hz,那么轨道施加的向心力会改变多少?

质量为5千克的模型火车正在一条半径为9米的圆形轨道上移动。如果列车的转速从4 Hz变为5 Hz,那么轨道施加的向心力会改变多少?
Anonim

回答:

见下文:

说明:

我认为最好的方法是弄清楚旋转的时间段如何变化:

期间和频率是彼此的倒数:

#F = 1 /(T)#

因此列车的旋转时间从0.25秒变为0.2秒。当频率增加时。 (我们每秒有更多的旋转)

但是,列车仍然必须覆盖圆形轨道圆周的整个距离。

圆周长: #18pi#

速度=距离/时间

#(18pi)/0.25= 226.19 ms ^ -1# 当频率为4 Hz(时间段= 0.25 s)时

#(18pi)/0.2=282.74 ms ^ -1# 当频率为5 Hz时。 (时间段= 0.2秒)

然后我们可以在两种情况下找到向心力:

#F =(MV ^ 2)/(R)#

因此,当频率为4 Hz时:

#F =((8)次(226.19)^ 2)/ 9#

#F约45.5 kN#

当频率为5Hz时:

#F =((8)次(282.74)^ 2)/ 9#

#F约71 kN#

变更:

#71-45.5 = 25.5 kN#

所以总力量增加了约 #25.5 kN#.