$$F =I \alpha$$
Dove F è la forza di attrito, I è il momento di inerzia del disco e $\alpha$ è l'accelerazione angolare.
Per prima cosa dobbiamo calcolare il momento di inerzia del disco. Per un disco solido il momento di inerzia è dato da:
$$I =\frac{1}{2} mR^2$$
Dove m è la massa del disco e R è il raggio del disco.
Sostituendo i valori dati, otteniamo:
$$I =\frac{1}{2} \times 2,8 kg \times (0,2 m)^2 =0,056 kgm2$$
Successivamente dobbiamo calcolare l'accelerazione angolare. L'accelerazione angolare è data da:
$$\alfa =\frac{\Delta \omega}{\Delta t}$$
Dove $\Delta \omega$ è la variazione della velocità angolare e $\Delta t$ è la variazione del tempo.
La velocità angolare iniziale del disco è data da:
$$\omega_i =260 \text{rpm} =260 \times \frac{2\pi}{60} =27,4rad^{-1}$$
La velocità angolare finale del disco è zero.
Pertanto la variazione della velocità angolare è:
$$\Delta \omega =\omega_f - \omega_i =0 - 27,4rad^{-1} =-27,4rad^{-1}$$
La variazione di tempo è data come 2,0s.
Pertanto l’accelerazione angolare vale:
$$\alpha =\frac{-27,4rad^{-1}}{2,0s} =-13,7rad^{-2}$$
Infine, possiamo calcolare la forza di attrito necessaria per fermare il disco:
$$F =I \alpha =0,056kgm2 \times -13,7rad^{-2} =-0,77N$$
Pertanto, il freno deve applicare una forza di attrito di 0,77 N al bordo del disco per arrestarlo in 2,0 s.