Tenemos que analizar este video.
Datos:
Cada (de los 3) puntales de la hélice pesa aproximadamente y tiene un momento de inercia igual a aproximadamente el 65% del de una barra de la misma masa que gira alrededor de su extremo.
Este par se aplica durante aproximadamente 45 segundos antes de la explosión, antes de que el molino de viento estuviera en reposo.
Pregunta: ¿Cuál fue la aceleración angular causada por el par?
Así que aquí está mi intento de hacerlo:
(debido a todo el asunto del 65%. En realidad, no estoy seguro si debería poner para cada hélice)
Y aquí es donde me quedo atascado. no me dan , así que no estoy seguro de cómo solucionar esto. también podría usar , pero entonces no sé .
Lo primero que te señalaría es que es realmente justo , con una elección particular de . ¿Es esa opción apropiada para este problema? (Pregúntese lo mismo cada vez que considere usar .)
A continuación, tenga en cuenta que los momentos de inercia de las diferentes partes del molino de viento se suman para producir el total, al igual que con la masa. No puede simplemente usar el momento de inercia de una hélice, debe calcular el momento de inercia total.
Finalmente, considere esto: ¿qué información puede obtener del video, que podría complementar los 3 "datos"? No hay una escala de longitud en el video, por lo que no puedes medir la longitud de un accesorio directamente, pero hay una escala de tiempo. ¿Qué puedes hacer con eso?
Cuando se aplica un par de torsión a un objeto, éste comienza a girar con una aceleración inversamente proporcional a su momento de inercia.
Esta relación se puede considerar como la Segunda Ley de Newton para la rotación. El momento de inercia es la masa rotacional y el par es la fuerza rotacional.
El movimiento angular obedece a la Primera Ley de Newton. Si no actúan fuerzas externas sobre un objeto, un objeto en movimiento permanece en movimiento y un objeto en reposo permanece en reposo.
Usando la segunda ley de Newton para relacionar Ft con la aceleración tangencial en = rα , donde α es la aceleración angular: Ft = mat = mrα
y el hecho de que el par con respecto al centro de rotación debido a Ft es:
= Ftr , obtenemos:
= señor 2α.
Para un cuerpo rígido giratorio formado por un conjunto de masas m1,m2.... el par total alrededor del eje de rotación es:
=
= (
miri2)α.
La segunda línea anterior utiliza el hecho de que la aceleración angular de todos los puntos en un cuerpo rígido es la misma, por lo que puede tomarse fuera de la suma. El momento de inercia, I, de un cuerpo rígido da una medida de la cantidad de resistencia que tiene un cuerpo para cambiar su estado de movimiento de rotación. Matemáticamente,
yo = miri2.
Nota: Las unidades del momento de inercia son
kg m 2
Esto nos permite reescribir la Ecuación 8.9 como:
= Ia
que es el análogo rotacional de la segunda ley de Newton.
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ZachMcDargh
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