Пример решения задачи 2.1

Условие. Тело, вращаясь равноускоренно с угловым ускорением e=2 рад/с, имеет в момент времени t₁=2, 5 с угловую скорость w₁=40 рад/с. Определить: 1) скорость и ускорение точки тела, отстоящей на расстоянии h=55 см от оси вращения в момент t₂=7 с; 2) число оборотов N тела за время t₃=10 с; 3) уравнение вращательного движения тела, если в начальный момент времени t₀=0 начальный угол поворота j₀=0.

Решение. 1. При равноускоренном вращении угловая скорость тела изменяется по закону .

Зная значение угловой скорости w₁ в некоторый момент времени t₁ и угловое ускорение e, можно найти начальную угловую скорость w₀ (при t₀=0):

.

Отсюда угловая скорость тела в момент времени t₂=7 с будет равна

Скорость v и ускорение a точки М тела, отстоящей на расстоянии h=55 см от оси вращения, в момент времени t₂ = 7 c будут равны:

Направление векторов скорости и ускорений указаны на рис. 2.2.

Число оборотов тела за время t₃=10 с определим по соотношению

,

где n (t) – число оборотов тела за секунду в данный момент времени.

В рассматриваемой задаче

об.

Рис. 2.2.

Уравнение вращательного движения тела получим из соотношения , умножив обе его части на дифференциал времени dt: . Интегрируя полученное дифференциальное уравнение с учетом начальных условий (t₀=0, j₀=0):

получим