例题1-2-2 一飞轮边缘上一点所经过的路程与时间的关系为,、都是正的常量。(1)求该点在时刻的加速度。(2) 为何值时,该点的切向加速度与法向加速度的大小相等? 已知飞轮的半径为。
解:(1) 由题意,可得该点的速率为 上式表明,速率随时间而变化,该点作匀变速圆周运动。为了求该点的加速度,应从求切向加速度和法向加速度入手。切向加速度为 法向加速度为 上式表明,加速度的法向分量是随时间改变的。由上两式可得该点在时刻的加速度,其大小为
加速度的方向,由它和速度间的夹角确定(如图所示)为
加速度矢量已标在图上。
(2) 因切向加速度不随时间而变,随时间而改变的只是法向加速度,令两者相等,即可求得所需时间。即 于是得