角力積と運動量の原理: 問題解決

質量がわかっている重いボールは、長さがわかっていて質量が無視できるロッドに取り付けられています。システムは特定のトルクを受けます。トルク式と初速度がわかった上で、t が 2 秒に等しいときのボールの速度を決定します。

最初に、システムの自由体図が描画され、それを解くために、角インパルスと運動量の原理が呼び出されます。

この原理は、粒子の初期角運動量を、特定の期間に粒子に加えられたすべての角インパルスの合計に加えると、粒子の最終的な角運動量に等しくなると述べています。

初期運動量と最終運動量は、それぞれボールの質量、モーメントアーム、初期速度と最終速度の積として計算されます。

角インパルスは時間の経過に伴うトルクの積分ですが、積分は限界を代入することで解かれます。

既知の量を初期運動量方程式と最終運動量方程式に代入し、それらを再配置することで、ボールの速度を計算できます。