Стержень длиной 1м вращается вокруг оси, проходящей перпендикулярно стержню через некоторую его точку. Скорости концов стержня при этом равны 1 м/с и 0,5 м/с. Найдите угловую скорость стержня.

Дано:

v1 = 1 м/с

v2 = 0,5 м/с

L = 1 м

Найти:

w = ? рад/с

v = w*R => w = v/R

w1 = v1/R1

w2 = v2/R2

Очевидно, что w1 = w2 = w, т.к. вращательное движение стержня равномерное (в условиях не говорится, что линейные скорости обоих концов меняют своё значение, значит они - постоянны) и угловая скорость всех точек в таком случае одинаковая. Запишем радиусы через длину стержня и выразим радиус одного из концов:

L = R1 + R2 => R1 = L - R2

Приравняем значение w1 к значению w2 и выразим радиус второго конца стержня:

w1 = w2

v1/(L - R2) = v2/R2

L - R2 = (v1*R2)/v2

L = (v1*R2)/v2 + R2 = (v1*R2 + v2*R2)/v2

L*v2 = v1*R2 + v2*R2 = R2*(v1 + v2)

R2 = L*v2/(v1 + v2).

И т.к. w = w2, то:

w2 = v2/R2 = v2 : L*v2/(v1 + v2) = (v1 + v2)/L = (1 + 0,5)/1 = 1,5 рад/с

ответ: угловая скорость стержня равна 1,5 рад/с.