Движение материальной точки (вращательное движение)

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский горный университет

[pic 1]

Кафедра Общей и технической физики

По дисциплине: ___________________Физика______________________

Расчетно-графическое задание

Вариант 11

Раздел: Механика

Тема «Движение материальной точки (вращательное движение)»

Выполнил: студент гр.                ГК-22                                        /Кателевская А.В,/

               (шифр группы)                       (подпись)                                            (Ф.И.О.)

Проверил:                                                  ________       /_______________/

     (подпись)                           (Ф.И.О.)

Дата:____________________

Оценка:         

Санкт-Петербург

2023

I. Задание в соответствии с вариантом

Конус (R= 0,7 м) массой m=560 кг вращается без начальной скорости вокруг своей оси. На конус действует пара сил с моментом M=21,5 Дж и момент сопротивления Мсопр  (k=2,2 кг⋅м2). Сколько оборотов N сделает конус до того, как его угловая скорость станет равной ω=3,2 рад/с? Построить графики зависимостей момента силы и угловой скорости от времени.[pic 2]

Ⅱ. Краткое теоретическое содержание:

1. Явление, изучаемые в РГР

Вращательное движение – это механическое движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.

1. Определение основных физических понятий, объектов, процессов и величин.

Конус — геометрическое тело, которое образовано совокупностью всех лучей, исходящих из точки и пересекающих любую плоскую поверхность.

Масса – мера инертности тела при поступательном движении.

Момент сопротивления – скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности при вращении вокруг оси.

 момент сопротивления, =Дж[pic 3][pic 4]

Момент силы – векторная физическая величина, характеризующая действие силы на механический объект, которое может вызвать его вращательное движение, равная векторному произведению радиус-вектора, проведенного к точке, и силы, приложенной к точке.

M – момент силы, =Дж[pic 5]

Плечо силы – кратчайшее расстояние от рассматриваемой точки до линии действия силы.

Угловая скорость – векторная величина, характеризующая быстроту и направление вращения материальной точки или абсолютно твердого тела относительно оси вращения. Определяется первой производной угла поворота тела по времени.

– угловая скорость, =[pic 6][pic 7][pic 8]

Угловое ускорение – векторная величина, характеризующий быстроту изменения угловой скорости тела. Определяется первой производной угловой скорости по времени

Момент инерции – скалярная физическая величина, являющаяся мерой инертности при вращательном движении.

Пара сил – две равные по модулю и противоположно направленные силы, не действующие вдоль одной прямой.

Ось вращения тела – прямая, на которой лежат центры окружностей, по которым движутся точки твердого тела при его вращении. Окружности, по которым движутся точки тела, лежат в плоскостях, перпендикулярных к этой оси.