Колесо диаметром 10 см и массой 1 кг вращается с частотой 1200 с-1. К ободу колеса приложена постоянная сила трения, под действием которой оно останавливается за 12 с. Определите силу трения.

1200 об/с это НАЧАЛЬНАЯ частота, как я понял. А поскольку колесо останавливается, то вращение определяется как РАВНОЗАМЕДЛЕННОЕ.

Думаю, следовало бы перевести вращение колеса в поступательное движение точки на поверхности обода. Для этого пригодится формула периметра колеса: C = πD. Необходимо уточнить, что путь точки не ограничен единичным периметром.

Частота вращения колеса это то же что и скорость движения точки на ободе в пересчете на каждый периметр колеса. Т. е. 1200 об/с это 1200 периметров за 1с. Если периметр выражен в СМ, то линейная скооость определяется в СМ/С. Она равна 12000π см/с или 120π м/с. Эта скорость гасится до нуля (120π →0) за 12с. Осталось применить формулу для равнозамедленного движения. Т. е. сложение сил при прямолинейном равнозамедленном движении.

сначала найдем максимальную высоту из закона сохранения энергии

mgh=mv*v/2

массу сокращаю и получаю что высота равна скорость в квадрате деленное на удвоенное ускорение свободного падения

h=v*v/2g=28*28/2*9.8=784/18.6=40метров

теперь нахожу время подъема из уравнения кинематики

v=v0-gt -

конечная скорость(она в верхней точке будет равна нулю, потому что тело на мгновенье остановится и только потом начнет падать) равна начальная скорость минус ускорение свободного падения(со знаком минус потому что направлено вниз, противоположно скорости) умноженное на время

0=28-10t

t=2.8с

опять записываю закон сохранения энергии

mgh=mv*v/2

но теперь уже найду из него скорость на высоте равной половине максимальной т.е 20 метров

v= 2gh=2*10*20=20м/с

подставляю в уравнение кинематики(здесь скорость другая-конечная 20м/с-та что только что нашла , а начальная-28м/с-из условия)

v=v0-gt

20=28-10t

t=0.8с

ответ высота 40метров, время 2,8с и время на половине высоты 0,8с

f=b*v*q*sin90

v=f/bq=12*10-7 / 0,03*10-7=400 м/с