Два одинаковых диска массой m и радиусом R были соединены вместе и лежат на плоскости. Как можно вычислить момент инерции этой конструкции относительно оси, которая проходит перпендикулярно плоскости дисков через точку О? Известно, что R = 1 м, а m = 2 кг.
Физика10 классМомент инерциимомент инерциидва дискафизикаось вращениярасчет момента инерциидиски массой mрадиус Rплоскость дисковточка Oфизические задачи
Чтобы вычислить момент инерции двух одинаковых дисков относительно оси, проходящей перпендикулярно плоскости дисков через точку O, нужно использовать несколько шагов.
Шаг 1: Момент инерции одного диска
Сначала необходимо определить момент инерции одного диска относительно своей оси. Момент инерции I диска относительно оси, проходящей через его центр, можно вычислить по формуле:
I_центр = (1/2) * m * R^2
Где:
Подставляем значения:
I_центр = (1/2) * 2 * (1)^2 = 1 кг*м².
Шаг 2: Применение теоремы о параллельных осях
Теперь, чтобы найти момент инерции диска относительно оси, проходящей через точку O, нужно использовать теорему о параллельных осях. Эта теорема гласит, что момент инерции относительно новой оси равен моменту инерции относительно параллельной оси, проходящей через центр масс, плюс произведение массы на квадрат расстояния между осями:
I_O = I_центр + m * d^2
Где d - расстояние от центра диска до точки O.
В нашем случае, если диски лежат рядом друг с другом, расстояние d между центром одного диска и точкой O будет равно R (1 м). Таким образом:
d = 1 м.
Подставляем значения в формулу:
I_O = 1 + 2 * (1)^2 = 1 + 2 = 3 кг*м².
Шаг 3: Момент инерции двух дисков
Так как у нас два одинаковых диска, мы должны удвоить найденный момент инерции:
I_общий = 2 * I_O = 2 * 3 = 6 кг*м².
Ответ: Момент инерции конструкции из двух дисков относительно оси, проходящей через точку O, равен 6 кг*м².