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物理学

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均质圆轮A的质量为M1,半径为R1,以角速度ω绕OA杆的A端转动,此时,将其放置在另一质量为M2的均质圆轮B上,B轮的半径为R2。B轮原来静止,但可绕其几何中心轴自由转动。放置后,A轮的重量由B轮支持。略去轴承的摩擦与杆OA的重量,并设两轮间的摩擦因素为μ,问自A轮放在B轮上到两轮间没有相对滑动为止,需要经过多长时间?

正确答案: 圆轮A对B的压力为N=M1g,
两轮之间的摩擦力大小为f=μN=μM1g, 摩擦力对A的力矩大小为MA=fR1=μM1gR1,
摩擦力对B的力矩大小为MB=fR2=μM1gR2,
设A和B的角加速度大小分别为βA和βB,转动惯量分别为IA和IB,
根据转动定理得方程MA=IAβA,
即βA=MA/IA。同理可得βB=MB/IB。
当两轮没有相对滑动时,它们就具有相同的线速度v,A的角速度为ωA=v/R1,B的角速度为ωB=v/R2。
根据转动运动学的公式得ωA–ω=-βAt,ωB=βBt,即v/R1–ω=-βAt,v/R2=βBt,
化得v-ωR1=-βAR1t,v=βBR2t,将后式减前式得ωR1=(R1βA+R2βB)t,解得
答案解析:
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