Question

普通洗衣機(jī)的脫水桶以1 200 r/min的速度高速旋轉(zhuǎn)，為避免發(fā)生人身傷害事故，脫水機(jī)構(gòu)都裝有安全制動(dòng)系統(tǒng).該系統(tǒng)由脫水桶蓋板、制動(dòng)鋼絲、剎車(chē)制動(dòng)盤(pán)等組成.當(dāng)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果打開(kāi)脫水桶蓋，則該系統(tǒng)便產(chǎn)生制動(dòng)作用.安全制動(dòng)系統(tǒng)的作用有兩個(gè)：一是將脫水電動(dòng)機(jī)的電源自動(dòng)切斷;二是制動(dòng)器自動(dòng)剎緊，使脫水桶迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng).如圖9所示為脫水制動(dòng)示意圖.若脫水桶的半徑為9 cm，剎車(chē)盤(pán)的半徑為6 cm，打開(kāi)脫水桶蓋到脫水桶停止共轉(zhuǎn)了50圈(設(shè)為均勻減速)，若衣服和桶的質(zhì)量為3 kg(可以認(rèn)為質(zhì)量全部分布在脫水桶桶壁上).計(jì)算剎車(chē)帶上的平均摩擦力的大小.

圖9

Answer 1

解析：脫水后，衣服緊靠脫水桶壁，桶和衣服具有動(dòng)能，剎車(chē)后動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故：

由能量守恒有：F_μs=mv²                                                                                ①

又v=ωr_大=2πnr_大                                                            ②

s=2πNr_小                                                                    ③

由①②③三式得F_μ=                                                ④

代入數(shù)值解得F_μ=10.2 N.                                                      ⑤

答案：10.2 N