Диск и обруч, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания с одинаковыми скоростями на горку. Если трением и сопротивлением воздуха можно пренебречь, то отношение высот h1/h2, на которые смогут подняться эти тела, равно
Другие предметыКолледжЗаконы сохранения энергиидиск и обручфизика колледжгоркавысотатрениесопротивление воздухадвижение телкинетическая энергияпотенциальная энергиязакон сохранения энергии
Для решения данной задачи необходимо использовать закон сохранения энергии. В данном случае, когда диск и обруч движутся без проскальзывания, мы будем учитывать как кинетическую энергию поступательного движения, так и кинетическую энергию вращения.
Обозначим следующие параметры:
Кинетическая энергия диска (Eдиск) и обруча (Eобруч) может быть записана следующим образом:
Теперь подставим выражения для момента инерции:
Теперь, когда оба тела поднимаются на высоту h1 и h2, вся их энергия преобразуется в потенциальную энергию:
Теперь найдем отношение высот h1/h2:
Итак, отношение высот h1/h2 равно 14/15.