Wetenschap
$$F =I \alpha$$
Waar F de wrijvingskracht is, is I het traagheidsmoment van de schijf en $\alpha$ de hoekversnelling.
Eerst moeten we het traagheidsmoment van de schijf berekenen. Voor een vaste schijf wordt het traagheidsmoment gegeven door:
$$I =\frac{1}{2} mR^2$$
Waar m de massa van de schijf is en R de straal van de schijf.
Als we de gegeven waarden vervangen, krijgen we:
$$I =\frac{1}{2} \times 2,8kg \times (0,2m)^2 =0,056kgm2$$
Vervolgens moeten we de hoekversnelling berekenen. De hoekversnelling wordt gegeven door:
$$\alpha =\frac{\Delta \omega}{\Delta t}$$
Waar $\Delta \omega$ de verandering in hoeksnelheid is en $\Delta t$ de verandering in de tijd.
De initiële hoeksnelheid van de schijf wordt gegeven door:
$$\omega_i =260 \text{rpm} =260 \times \frac{2\pi}{60} =27,4rads^{-1}$$
De uiteindelijke hoeksnelheid van de schijf is nul.
Daarom is de verandering in hoeksnelheid:
$$\Delta \omega =\omega_f - \omega_i =0 - 27,4rads^{-1} =-27,4rads^{-1}$$
De verandering in tijd wordt gegeven als 2,0s.
Daarom is de hoekversnelling:
$$\alpha =\frac{-27,4rads^{-1}}{2,0s} =-13,7rads^{-2}$$
Ten slotte kunnen we de wrijvingskracht berekenen die nodig is om de schijf tot stilstand te brengen:
$$F =I \alpha =0,056kgm2 \times -13,7rads^{-2} =-0,77N$$
Daarom moet de rem een wrijvingskracht van 0,77 N op de rand van de schijf uitoefenen om deze in 2,0 seconden tot stilstand te brengen.
Wetenschap © https://nl.scienceaq.com