BÀI TOÁN CƠ HỌC NGHỆ THUẬT CHẾ TẠO CON QUAY Bạn đã từng xem con ít thả con quay chưa? Có con quay quay rất lâu, có con quay quay chóng tắt Là một người đã được học vật lí, bạn có thể chỉ cho con ít cá[.]
NGHỆ THUẬT CHẾ TẠO CON QUAY Bạn xem thả quay chưa? Có quay quay lâu, có quay quay chóng tắt Là người học vật lí, bạn cho cách chế tạo quay quay lâu không? Để đơn giản, ta xét quay hình cầu có đinh hình trụ, quay bán kính R, đinh bán kính r, hệ số ma sát k, tìm cách chế tạo quay quay lâu với lượng cung cấp, xem khối lượng đinh không đáng kể Trong toán ta phải coi mặt tiếp xúc đinh phẳng khiến áp suất phân bố Do có lực ma sát nên lượng quay bị tiêu hao dần, đến lúc dừng lại Trong chuyển động quay có mô men lực ma sát trục quay có ý nghĩa, xem xét Hình bên biểu diễn mặt đinh, xét hình quạt có góc chắn tâm bé Do giả thiết áp suất phân bố nên lực ma sát tác dụng lên hình quạt qua trọng tâm có phương vng góc với bán kính hình trịn qua trọng tâm hình quạt, nên mô men lực ma sát là: - Cánh tay đòn: r m d 2 kmgr kmg Vậy nên mô men bằng: d ds 3 3 2 kmg 2kmgr ds Đối với hình trịn M 3 Phương trình động lực học cho quay: M I 2 Trong I mơ men qn tính quay: I mR 2 Nên: kmgr mR 5 krg Gia tốc góc quay là: R2 - Áp lực: g Fms t 0 0 3R 20 Con quay dừng lại khi: 0 t 0 t 5krg Bây ta chuyển 0 sang W ( lượng ban đầu): Do chuyển động chậm dần nên vận tốc góc tính theo cơng thức: 2W 5W I 02 0 I R m 15W thay vào công thức ta có: m V R 0 R 4 Do W Trong đó: 15W t 10kgr Biện luận: Sự quay lâu quay phụ thuộc gì: Hệ số ma sát k bé quay quay lâu nên ta phải mài nhẵn đinh Gia tốc g lớn quay chóng tắt kéo theo lực ma sát lớn Khối lượng riêng quay bé quay quay lâu Bán kính đinh bé quay quay lâu lúc cơng lực ma sát chu kì bé: cơng tính dễ dàng: A rkg 2 kgr 3 Kết luận: Nên dùng quay có khối lượng riêng bé, đinh nhỏ tốt, để ý khơng khoan sâu vào đất