题目
固定的发动机飞轮,半径为0.5m,转动惯量为2000kg·m[sup]2,在恒外力矩的作用下,飞轮从静止开始匀加速转动,经过100s后,转速达15rev/s,试求100s时转动动能的大小为:A. 90000πN∙mB. 900000π2N∙mC. 900000πN∙mD. 90000N∙m
固定的发动机飞轮,半径为0.5m,转动惯量为2000kg·m[sup]2,在恒外力矩的作用下,飞轮从静止开始匀加速转动,经过100s后,转速达15rev/s,试求100s时转动动能的大小为:
A. 90000πN∙m
B. 900000π2N∙m
C. 900000πN∙m
D. 90000N∙m
题目解答
答案
B
解析
本题考查转动动能的计算,核心在于正确应用转动动能公式,并将转速转换为角速度。关键点如下:
- 转动动能公式:$E_k = \frac{1}{2} I \omega^2$,其中$I$为转动惯量,$\omega$为角速度。
- 转速与角速度的转换:题目中转速为$15 \, \text{rev/s}$,需转换为弧度每秒($\omega = 15 \times 2\pi = 30\pi \, \text{rad/s}$)。
- 代入公式计算:将已知的转动惯量$I = 2000 \, \text{kg·m}^2$和角速度代入公式即可求解。
步骤1:确定角速度
转速$n = 15 \, \text{rev/s}$,每转一圈对应$2\pi$弧度,因此角速度为:
$\omega = n \times 2\pi = 15 \times 2\pi = 30\pi \, \text{rad/s}$
步骤2:代入转动动能公式
转动动能公式为:
$E_k = \frac{1}{2} I \omega^2$
将$I = 2000 \, \text{kg·m}^2$和$\omega = 30\pi \, \text{rad/s}$代入:
$E_k = \frac{1}{2} \times 2000 \times (30\pi)^2$
步骤3:计算具体数值
- 计算平方项:$(30\pi)^2 = 900\pi^2$
- 代入计算:
$E_k = 1000 \times 900\pi^2 = 900000\pi^2 \, \text{N·m}$