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因此,飞轮转过圈数为
1
f2100圈。
(2)开始制动后5秒时飞轮的角速度为
0t404520rads
6.如图所示,一飞轮由一直径为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。
d1La
d2
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
II1I2dd112m112m2222222dddd11212L1222a22222222114Ld14ad2kgm2162
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
1
Tr
由角量线量关系有
12mr2
2
ar
联立以上三式解得
(3)
2
f8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1(2
11T1r1T2r2m1r1m2r222
由角量线量之间的关系有
3
a3r1
45
a4r2
联立以上五式解得

m3r1m4r211m1r12m2r22m3r12m4r2222
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,可将圆盘分割成许多同心圆环,对环的摩擦力矩积分即可得总力矩。另由于摩擦力矩是恒力矩,由角动量定理可求得圆盘停止前所经历的时间。(1)圆盘上半径为r、宽度为dr的同心圆环所受的摩擦力矩为
ω
dr
dM
m2rdrgr2r2mgdrR22R
rdF
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
MdM
R
0
2r2mgdr2drmgR2R3
12mr,由角动量定理可得圆盘停止的2
3
(2)由于摩擦力矩是一恒力矩,圆盘的转动惯r
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