Каков вес белья, помещенного в центрифугу бытовой стиральной машины с барабаном радиусом 25 см, который вращается

  • 14
Каков вес белья, помещенного в центрифугу бытовой стиральной машины с барабаном радиусом 25 см, который вращается со скоростью 3000 оборотов в минуту? Пожалуйста, предоставьте ответ в ньютонах, при условии, что ускорение свободного падения равно 10 м/с².
Зарина
50
Чтобы решить эту задачу, нужно воспользоваться вторым законом Ньютона, который гласит, что сила, действующая на тело, равна произведению массы тела на его ускорение.

Масса белья, помещенного в центрифугу стиральной машины, будет равна силе, действующей на это белье, деленной на ускорение свободного падения.

Давайте определим эту силу. Для этого нам понадобится использовать формулу для центростремительной силы:

\[ F = m \cdot a_r \]

где F - центростремительная сила, m - масса белья, a_r - центростремительное ускорение.

Центростремительное ускорение можно найти с использованием формулы:

\[ a_r = \frac{{v^2}}{{r}} \]

где v - линейная скорость, равная произведению скорости вращения в радианах в секунду на радиус барабана, а r - радиус барабана.

Переведем скорость вращения из оборотов в минуту в радианы в секунду:

\[ v = \frac{{2 \cdot \pi \cdot n}}{{60}} \]

где n - скорость вращения в оборотах в минуту.

Теперь можем приступить к решению задачи.

1. Найдем линейную скорость:

\[ v = \frac{{2 \cdot \pi \cdot 3000}}{{60}} \approx 314.16 \, \text{рад/с} \]

2. Найдем центростремительное ускорение:

\[ a_r = \frac{{(314.16)^2}}{{0.25}} \approx 39270.72 \, \text{м/с}^2 \]

3. Теперь найдем массу белья:

\[ m = \frac{{F}}{{a_r}} \]

Учитывая, что ускорение свободного падения равно 10 м/с²:

\[ m = \frac{{F}}{{10}} \]

Таким образом, нам нужно найти силу, действующую на белье.

Сила равна произведению массы на ускорение:

\[ F = m \cdot g \]

где g - ускорение свободного падения (10 м/с²).

\[ F = m \cdot g = \frac{{F}}{{10}} \cdot 10 = F \]

Теперь мы можем решить уравнение:

\[ F = \frac{{F}}{{10}} \]

Умножим обе части уравнения на 10:

\[ 10F = F \]

Вычтем F из обеих частей уравнения:

\[ 10F - F = 0 \]

\[ 9F = 0 \]

Разделим обе части уравнения на 9:

\[ F = 0 \]

Таким образом, вес белья, помещенного в центрифугу бытовой стиральной машины, равен 0 ньютонам.

Ответ: Вес белья равен 0 ньютонам.