2.7.3. Маховик в виде кольца массы $m$ и радиуса $R$ с невесомыми спицами раскрутили до угловой скорости $\omega$. Из-за трения он остановился. Найдите момент силы трения, если маховик остановился через время $t$; если маховик до полной остановки сделал $N$ оборотов.
Решение
Момент силы трения найдём через второй закон Ньютона для вращательной динамики $(M = J \beta)$:
Т.к. маховик до полной остановки сделает $N$ полных оборотов, то он повернётся на угол
$$\alpha = 2\pi N\quad(2)$$
Внешняя сила (сила трения) является постоянной, тогда угловое ускорение также будет оставаться постоянным и полностью остановится, повернувшись на угол $\alpha$
$$\alpha = 2\pi N = \frac{\omega^2}{2\beta}\quad(3)$$
Откуда угловое ускорение
$$\beta = \frac{\omega^2}{4\pi N}\quad(4)$$
Подставляем угловое ускорение из $(4)$ в выражение для момента силы трения $(M = J \beta)$