Question

普通洗衣機(jī)的脫水桶以1200r/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)都裝有安全制動系統(tǒng)．如圖所示為脫水制動示意圖，該系統(tǒng)由脫水桶蓋板、制動鋼絲、剎車制動盤等組成，剎車盤與脫水筒共軸轉(zhuǎn)動．當(dāng)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)時，如果打開脫水桶蓋，則該系統(tǒng)便產(chǎn)生制動作用．安全制動系統(tǒng)的作用有兩個：一是將脫水電動機(jī)的電源自動切斷；二是剎車帶自動緊壓在剎車盤上，使脫水桶迅速停止轉(zhuǎn)動．若脫水桶的半徑為9cm，剎車盤的半徑為6cm，打開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3kg（可以認(rèn)為質(zhì)量全部分布在脫水桶桶壁上，剎車盤的質(zhì)量不計）．則：


（1）打開脫水筒蓋的瞬間，筒壁上某點的線速度大小約為______；
（2）剎車帶上受到的摩擦力的平均值的大小約為______．

Answer 1

1）脫水桶以1200r/min的速度高速旋轉(zhuǎn)，脫水桶的半徑為9cm；
根據(jù)線速度公式v=rω和角速度公式ω=2πn聯(lián)立，得到：
v=2πrn=2π×（

1200

60

））×0.09=11.31（m/s）
（2）打開脫水桶蓋到脫水桶停止共轉(zhuǎn)了50圈，剎車盤的半徑為6cm；
故：s=N?2πr_小=50×2π×0.06=18.85（m）
脫水后，衣服緊靠脫水桶壁，桶和衣服具有動能，根據(jù)動能定理得，
fs=

1

2

mv2
解得f=10.18N．
故答案為：（1）11.31m/s （2）10.18N