Чтобы найти радиус равномерно вращающегося колеса, мы можем использовать связь между линейной скоростью точки на ободе колеса, угловой скоростью и радиусом. Линейная скорость ( v ) точки на ободе колеса связана с угловой скоростью ( \omega ) и радиусом ( r ) следующим образом:
[ v = \omega \cdot r ]
Где:
- ( v ) — линейная скорость точки на ободе (10 м/с в данном случае),
- ( \omega ) — угловая скорость,
- ( r ) — радиус колеса, который нужно найти.
Угловую скорость ( \omega ) можно найти из частоты вращения ( f ) с помощью следующей формулы:
[ \omega = 2\pi f ]
В данном случае частота ( f = 4 \, \text{с}^{-1} ). Подставим это значение в формулу для угловой скорости:
[ \omega = 2\pi \times 4 = 8\pi \, \text{рад/с} ]
Теперь, зная ( \omega ), можем найти радиус ( r ) из формулы для линейной скорости:
[ 10 = 8\pi \cdot r ]
Решая это уравнение относительно ( r ), получаем:
[ r = \frac{10}{8\pi} ]
[ r \approx \frac{10}{25.12} ]
[ r \approx 0.398 \, \text{м} ]
Таким образом, радиус равномерно вращающегося колеса составляет приблизительно 0.398 метров.