Una rueda tiene una velocidad de 1200 rpm y se hace que disminuya a una velocidad de 4 radianes / seg ^ 2. ¿Cuántas revoluciones hace antes de descansar?

A continuación se muestran tres de las ecuaciones de movimiento de Newton para el movimiento LINEAL :

[matemática] S = V_ {i} t + \ frac {1} {2} en ^ {2} [/ matemática] ————– ecuación 1

[matemáticas] V_ {f} = V_ {i} + en [/ matemáticas] ————— ecuación 2

combina la ecuación 1 y la ecuación 2 para eliminar “t” da

[matemáticas] V_ {f} ^ {2} -V_ {i} ^ {2} = 2aS [/ matemáticas] ————— ecuación 3

Las mismas tres ecuaciones para el movimiento ROTACIONAL son:

[matemáticas] \ theta = \ omega_ {i} t + \ frac {1} {2} \ alpha t ^ {2} [/ matemáticas] ————– ecuación 4

[matemáticas] \ omega_ {f} = \ omega_ {i} + \ alpha t [/ matemáticas] ————— ecuación 5

combinar la ecuación 4 y la ecuación 5 para eliminar “t” da

[matemáticas] \ omega_ {f} ^ {2} – \ omega_ {i} ^ {2} = 2 \ alpha \ theta [/ matemáticas] ————— ecuación 6

Asegúrese de usar las unidades adecuadas en estas ecuaciones.

[matemática] \ omega [/ matemática] = velocidad angular [matemática] [\ frac {radianes} {seg}] [/ matemática]

[matemática] \ alpha [/ matemática] = aceleración angular [matemática] [\ frac {radianes} {s ^ 2}] [/ matemática]

[matemática] \ theta [/ matemática] = desplazamiento angular [matemática] [radianes] [/ matemática]

Se recomienda encarecidamente observar sus signos en estas ecuaciones. Para el movimiento lineal, las velocidades son arriba = positivo, abajo = negativo. Para problemas de rotación, elija una dirección para ser positivo. Me gusta elegir en sentido horario = positivo y en sentido antihorario = negativo.

Elija una ecuación o una combinación de ecuaciones basadas en la variable desconocida que busca y en función de la información proporcionada en el problema. Si estaba tratando de resolver el tiempo o si se le dio tiempo en el problema, entonces obviamente usará la ecuación 1 o 2 o 4 o 5 ya que las ecuaciones 3 y 6 no son funciones del tiempo. En su problema de rotación, se proporciona la velocidad angular inicial, la velocidad angular final es cero, se da la aceleración angular y se desconoce la distancia angular, por lo que la ecuación 6 funcionará:

He incluido factores de conversión para convertir [[math] \ frac {rev} {min} [/ math]] a [[math] \ frac {rad} {sec} [/ math]]

[matemáticas] \ omega_ {f} ^ {2} – \ omega_ {i} ^ {2} = 2 \ alpha \ theta [/ matemáticas]

[matemáticas] 0- (1200 \ frac {rev} {min} 2 \ pi \ frac {rad} {rev} (\ frac {min} {60 seg})) ^ {2} = 2 (-4 \ frac { rad} {s ^ 2}) \ theta [/ math]

[matemáticas] \ theta = 1974 radianes [/ matemáticas]

o

[matemáticas] 1974 rad (\ frac {rev} {2 \ pi rad}) = 314.2 rev [/ matemáticas]

Tenga en cuenta que tuve cuidado de mantener todas las unidades en [segundos] en lugar de [minutos] y [radianes] en lugar de [revoluciones]. Las ecuaciones de Newton son específicas de la unidad, así que asegúrese de usar los factores de conversión si es necesario. También tenga en cuenta que [math] \ alpha [/ math] es negativo ya que se está desacelerando.

Esto es simple si realiza un seguimiento de las unidades.

  • 4 radianes / seg ^ 2 * (1 rev / radianes PI) * (60 seg / 1 min) = 76.39 RPM / seg
  • El tiempo de parada es 1200 / 76.39 = 15.71 segundos
  • La velocidad promedio durante la desaceleración es (1200 + 0) / 2 = 600 RPM
  • La respuesta es 600 rev / min * (1 min / 60 sec) * 15.71 sec = 157.1 revoluciones

Y siempre revisa mis matemáticas.