轮由一直径为d2m,厚度为am的圆盘和两个直径为d1m,长为Lm的共轴圆柱体组成,设飞轮的密度为kgm3,求飞轮对轴的转动惯量。
d1d2La
解:如图所示,根据转动惯量的可加性,飞轮对轴的转动惯量可视为圆盘与两圆柱体对
同轴的转动惯量之和。由此可得
7如图所示,一半径为r,质量为m1的匀质圆盘作为定滑轮,绕有轻绳,绳上挂一质量为m2的重物,求重物下落的加速度。
解:设绳中张力为T对于重物按牛顿第二定律有
m2gTm2a
对于滑轮按转动定律有
由角量线量关系有
Tr1mr22
12
ar
(3)
联立以上三式解得
8如图所示,两个匀质圆盘同轴地焊在一起,它们的半径分别为r1、r2,质量为m1和m2,可绕过盘心且与盘面
垂直的光滑水平轴转动,两轮上绕有轻绳,各挂有质量为m3和m4的重物,求轮的角加速度。
解:设连接m3的绳子中的张力为T1,连接m4的绳子中的张力为T2。
对重物m3按牛顿第二定律有m3gT1m3a3
1
对重物m4按牛顿第二定律有T2m4gm4a4
对两个园盘,作为一个整体,按转动定律有
T1r1
T2r
2
12
m1r1
12
m2
r2
由角量线量之间的关系有
a3r1
(23
4
a4r2
5
f联立以上五式解得
9如图所示,一半径为R,质量为m的匀质圆盘,以角速度ω绕其中心轴转动。现将它平放
在一水平板上,盘与板表面的摩擦因数为μ。
(1)求圆盘所受的摩擦力矩;
(2)问经过多少时间后,圆盘转动才能停止?
解:分析:圆盘各部分的摩擦力的力臂不同,为此,分割成许多同心圆环,对环的摩擦力矩积分即可得总由于摩擦力矩是恒力矩,由角动量定理可求得圆盘停历的时间。
(1)圆盘上半径为r、宽度为dr的同心圆环所
可将圆盘
ωdr力矩。另
止前所经
rdF
受的摩擦
力矩为
负号表示摩擦力矩为阻力矩。对上式沿径向积分得圆盘所受的总摩擦力矩大小为(2)由于摩擦力矩是一恒力矩,圆盘的转动惯量I1mr2,由角动量定理可得圆盘
2停止的时间为
10飞轮的质量m=60kg,半径R=025m,绕其水平中心轴O转动,转速为900revmi
1.现
利用一制动的闸杆,在闸杆的一端加一竖直方向的制动力F,可使飞轮减速.已知闸杆的尺寸如题410图所示,闸瓦与飞轮之间的摩擦系数04,飞轮的转动惯量可按匀质圆盘
计算.试求:
1设F=100N,问可使飞轮在多长时间内停止转动在这段时间里飞轮转了几转
2如果在2s内飞轮转速减少一半,需加多大的力F
解1先作闸杆和飞轮的受力分析图如图b.图中N、N是r