Присоединиться

11 класс·высокий уровень

На сколько градусов нагреется алюминиевый диск массой m = 5 кг за время

Условие

В велотренажерах для регулировки физической нагрузки тренирующихся на них спортсменов в настоящее время часто используются электродинамические тормозящие устройства, позволяющие плавно регулировать усилия, необходимые для вращения педалей с определенной скоростью. Вращение от педалей передается на массивный токопроводящий диск, находящийся между двумя сильными неподвижными магнитами, расстояние от которых до диска можно регулировать. Взаимодействие возникающих в диске индукционных токов с магнитами тормозит вращение диска, а, следовательно, и педалей, заставляя прикладывать к ним регулируемые по величине силы.

Пусть спортсмен крутит педали, находящиеся на расстоянии R = 20 см от их оси вращения, с частотой ν = 15 оборотов в минуту, прикладывая к каждой из педалей в направлении ее движения постоянную по модулю вращающую силу F = 50 Н. На сколько градусов нагреется алюминиевый диск массой m = 5 кг за время t = 30 минут работы в таком режиме? Считайте, что вся работа спортсмена расходуется только на равномерный разогрев диска.

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Найдем вначале мощность P, развиваемую спортсменом во время тренировки на велотренажере. Поскольку сила F прикладывается в направлении движения каждой из двух педалей по окружности радиусом R с линейной скоростью v=ωR,v =\omega R, где угловая скорость ω\omega связана с частотой ν вращения педалей соотношением ω=2Пиν,\omega=2 Пи \nu, то: P=F⋅2v=F⋅2ωR=4ПиνFRP=F \cdot 2 v =F \cdot 2 \omega R=4 Пи \nu FR

Осталось ещё 4 шага

  1. Работа, совершенная спортсменом за время t…

  2. Поскольку по условию вся эта работа…

  3. Таким образом, из последнего уравнения…

  4. Переводя численные данные из условия в…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Механика (расчетная задача)»