Какую работу выполнила сила трения скольжения при торможении вращающегося диска диаметром 200 мм, который остановился

Тема: Работа силы трения скольжения

Объяснение:

Сила трения скольжения выполняет работу при торможении вращающегося диска. Работа силы трения определяется выражением: работа = сила трения × путь.

Для решения задачи нам дано следующее:
- Диаметр диска: 200 мм, что означает, что его радиус составляет половину диаметра, т.е. 100 мм или 0,1 м.
- Количество оборотов перед остановкой: 2.
- Сила, с которой тормозная колодка прижимается к диску: 400 Н.
- Коэффициент трения скольжения между тормозной колодкой и диском: 0,35.

Сначала рассчитаем путь, который прошел диск перед остановкой. Поскольку диаметр диска равен 200 мм, а количество оборотов равно 2, то общий путь будет равен длине окружности диска, умноженной на количество оборотов. Длина окружности равна 2πr.

Подставляя значения в формулу, получаем: путь = 2 × 3,14 × 0,1 м × 2 = 0,628 м.

Теперь рассчитаем работу силы трения скольжения, используя формулу: работа = сила трения × путь.

Подставляя значения, получаем: работа = 400 Н × 0,628 м = 251,2 Дж.

Таким образом, сила трения скольжения выполнила работу величиной 251,2 Дж при торможении вращающегося диска.

Пример использования:
Задача: Какую работу выполнила сила трения скольжения, если торможение вращающегося диска диаметром 300 мм занимало 3 оборота? Сила трения составляет 600 Н, а коэффициент трения скольжения равен 0,4.

Совет:
Для лучшего понимания понятия работы силы трения скольжения, вы можете представить себе ситуацию, когда крутящийся диск останавливают с помощью тормозов на велосипеде. Здесь сила трения скольжения выполняет работу, замедляя и, наконец, останавливая диск.

Упражнение:
Какую работу выполнила сила трения скольжения, если диаметр диска равен 150 мм, количество оборотов перед остановкой - 4, сила, с которой тормозная колодка прижимается к диску - 800 Н, а коэффициент трения скольжения между тормозной колодкой и диском равен 0,25?