Question

普通洗衣機的脫水桶以1200r/min的速度高速旋轉，為避免發生人身傷害事故，脫水機械都裝有安全制動系統。如圖所示為脫水制動示意圖，該系統由脫水桶蓋板、制動鋼絲、剎車制動盤等組成，剎車盤與脫水筒共軸轉動。當脫水桶運轉時，如果打開脫水桶蓋，則該系統便產生制動作用。安全制動系統的作用有兩個：一是將脫水電動機的電源自動切斷；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了50圈（設為均勻減速），若衣服和桶的質量為3kg（可以認為質量全部分布在脫水桶桶壁上，剎車盤的質量不計）。試計算：
（1）打開脫水筒蓋的瞬間，貼在脫水筒筒壁上的衣服運動的線速度；
（2）剎車盤邊緣上的某點在這一過程中的路程；
（3）剎車帶上的平均摩擦力的大小。

Answer 1

（1）11.3m/s       （2）18.84m      （3）10.2N

（1）v=2πnr_桶＝2×3.14×20×0.09="11.3m/s "
　　（2）s=2πNr_車盤＝2×3.14×50×0.06＝18.84m 
　　（3）洗衣桶的動能轉化為克服阻力的內能則有，