Дано:
- Скорость вращения вала двигателя \( n_d = 1200 \) об/мин
- Диаметр шестерни на валу двигателя \( D_d = 14 \) см (радиус \( R_d = \frac{D_d}{2} = 7 \) см)
- Радиус шестерни на валу колеса \( R_w = 8 \) см
- Радиус колеса \( R_k = 34 \) см
Решение:
Найдем угловую скорость вала двигателя: \[ \omega_d = \frac{2\pi n_d}{60} = \frac{2\pi \cdot 1200}{60} = 40\pi \ \text{рад/с} \]
Найдем линейную скорость на шестерне вала двигателя (\( v_d \)): \[ v_d = \omega_d \cdot R_d = 40\pi \cdot 7 = 280\pi \ \text{см/с} \]
Теперь определим, какую угловую скорость \( \omega_w \) получит шестерня на валу колеса, используя соотношение между линейными скоростями и радиусами: \[ v_d = v_w \quad (v_w \text{ - линейная скорость на колесах}) \] Далее можем сказать, что: \[ v_d = v_w \cdot \frac{R_k}{R_w} \] То есть: \[ 280\pi = v_w \cdot \frac{34}{8} \]
Исчислим \( v_w \): \[ v_w = \frac{280\pi \cdot 8}{34} \] \[ v_w \approx \frac{2240\pi}{34} \approx 65.88 \pi \ \text{см/с} \approx 206.25 \ \text{см/с} \]
Переведем в м/с для удобства: \[ v_w \approx 2.0625 \ \text{м/с} \]
Таким образом, скорость автомобиля составляет примерно 2.0625 м/с.