Для решения этой задачи мы будем использовать законы сохранения механики. В данной задаче у нас есть несколько физических величин, которые нам нужно учесть: 1. Масса датчика: m = 220.0 г = 0.220 кг 2. Радиус колеса: r = 45.0 см = 0.45 м 3. Период вращения колеса: T = 0.5 с Задача просит нас найти силу давления внутреннего датчика на обод колеса непосредственно после того, как внешний датчик отлетает от колеса. Для решения задачи мы будем использовать закон сохранения момента импульса. Поскольку внешний датчик отлетает от колеса, момент импульса системы с двумя датчиками должен сохраняться. Момент импульса системы задается формулой: L = Iω Где L - момент импульса, I - момент инерции системы, ω - угловая скорость системы. Мы можем использовать закон сохранения момента импульса для нашей системы до и после отрыва внешнего датчика от колеса. Поскольку система изолирована, момент импульса перед и после отрыва должен быть одинаковым. До отрыва угловая скорость системы будет выражаться следующим образом: ω_0 = 2π / T_0 Где T_0 - период вращения системы до отрыва. После отрыва внешнего датчика угловая скорость системы будет изменяться. Используя закон сохранения момента импульса, мы можем записать следующее: I_0 ω_0 = I ω_1 Где I_0 - момент инерции системы до отрыва, ω_1 - угловая скорость системы после отрыва. Для решения задачи нам нужно выразить момент инерции системы до отрыва I_0 и угловую скорость системы после отрыва ω_1 через имеющиеся данные и затем использовать закон сохранения момента импульса. Наименее магнитные датчики отделяются точно в момент, когда внешний датчик остановится от поддержки. Поэтому мы можем использовать потенциальную энергию гравитации в этот момент для выражения момента инерции системы до отрыва. Момент инерции одного датчика относительно оси вращения можно выразить как: I_датчика = m r^2 Так как у нас два датчика, момент инерции системы до отрыва будет равен: I_0 = 2I_датчика = 2m r^2 Используя закон сохранения момента импульса, мы можем записать: 2m r^2 ω_0 = I ω_1 Угловая скорость после отрыва равна: ω_1 = 2π / T_1 Где T_1 - период вращения системы после отрыва. Подставив это в предыдущее уравнение, мы получим: 2m r^2 ω_0 = I (2π / T_1) Теперь мы можем найти момент инерции системы и после отрыва: I = (2m r^2 ω_0) / (2π / T_1) Мы также можем выразить угловую скорость до отрыва через период вращения системы до отрыва: ω_0 = 2π / T_0 Подставив это выражение в уравнение для момента инерции, получим: I = (2m r^2) / T_0 Теперь, чтобы найти силу давления внутреннего датчика на обод колеса, мы можем использовать силу центробежного давления. Сила центробежного давления определяется как: F_цд = m r ω^2 Мы знаем, что угловая скорость после отрыва выражается через период вращения системы после отрыва: ω_1 = 2π / T_1 Подставив это в формулу для силы центробежного давления, получим: F_цд = m r (2π / T_1)^2 Теперь мы можем использовать значения, даные в условии, чтобы рассчитать силу давления внутреннего датчика на обод колеса: m = 0.220 кг r = 0.45 м T_1 = 0.5 с Подставляя эти значения, мы получаем: F_цд = 0.220 * 0.45 * (2π / 0.5)^2 Считаем значения в скобках: 2π / 0.5 ≈ 12.566 F_цд ≈ 0.220 * 0.45 * 12.566^2 F_цд ≈ 15.474 Н (округляем до целого числа) Таким образом, сила давления внутреннего датчика на обод колеса непосредственно после того, как внешний датчик отлетает от колеса, составляет примерно 15 Н.