Для определения линейной скорости точек на ободе колеса, можно воспользоваться принципом пропорциональности линейной скорости и радиуса вращения в круговом движении. Линейная скорость ( v ) связана с угловой скоростью ( \omega ) и радиусом ( r ) следующим образом:
[ v = \omega r ]
В данном случае известно, что линейная скорость точек, находящихся на расстоянии 15 см (0.15 м) от оси колеса, равна 3 м/с. Обозначим угловую скорость через ( \omega ). Тогда линейная скорость на расстоянии 0.15 м от оси колеса можно записать как:
[ v_1 = \omega \cdot r_1 ]
где ( v_1 = 3 \, \text{м/с} ) и ( r_1 = 0.15 \, \text{м} ).
Теперь выразим угловую скорость ( \omega ):
[ \omega = \frac{v_1}{r_1} = \frac{3}{0.15} = 20 \, \text{рад/с} ]
Зная угловую скорость, можем определить линейную скорость точек на ободе колеса. Радиус обода колеса ( r_2 ) равен 45 см (0.45 м). Линейная скорость на этом радиусе будет:
[ v_2 = \omega \cdot r_2 ]
Подставим значения:
[ v_2 = 20 \, \text{рад/с} \cdot 0.45 \, \text{м} = 9 \, \text{м/с} ]
Таким образом, линейная скорость точек на ободе колеса радиусом 45 см равна 9 м/с.