Вопрос: Шар и сплошной диск имеют одинаковые массы и катятся без проскальзывания по горизонтальной поверхности с одинаковыми постоянными скоростями. Кинетическая энергия шара W1 = 70 Дж. Какова кинетическая энергия диска W2? Как найти отношение проекций момента импульса тел Lz1 / Lz2 на мгновенную ось вращения, если R1/R2 = 0,7?
Физика Колледж Механика. Кинетическая энергия и момент импульса кинетическая энергия шара кинетическая энергия диска момент импульса отношение моментов импульса шар и диск катение без проскальзывания физика 12 класс
Для решения данной задачи, начнем с определения кинетической энергии диска. Кинетическая энергия тела, которое катится без проскальзывания, состоит из двух компонентов: поступательной и вращательной. Для шара и диска можно использовать следующие формулы:
Где:
Теперь подставим известные значения для шара:
Таким образом, мы можем выразить массу и скорость:
Теперь найдем кинетическую энергию диска:
Таким образом, кинетическая энергия диска W2 равна 50 Дж.
Теперь перейдем к вычислению отношения проекций момента импульса Lz1 / Lz2. Момент импульса для катящегося тела определяется следующим образом:
Теперь подставим выражения для моментов импульса:
Теперь найдем отношение Lz1 / Lz2:
Подставим R1/R2 = 0.7:
Таким образом, отношение проекций момента импульса Lz1 / Lz2 равно 0.56.