Для связи в whatsapp +905441085890

Задача №13 Платформа в виде сплошного диска радиусом и массой вращается вокруг вертикальной оси с частотой

Задача №13

Платформа в виде сплошного диска радиусом и массой вращается вокруг вертикальной оси с частотой . В центре платформы стоит человек массой . Какую линейную скорость относительно пола помещения будет иметь человек, если он перейдет на край платформы? Человека рассматривать как материальную точку.

Дано:

Найти:

Решение:

Согласно условию задачи, момент внешних сил относительно оси вращения , совпадающей с геометрической осью платформы, можно считать равным нулю. При этом условии проекция момента импульса системы платформа — человек остается постоянной:

(5.1)

где — момент инерции платформы с человеком: относительно оси ;
— угловая скорость платформы.
Момент инерции системы равен сумме моментов инерции тел, входящих в состав системы. Поэтому в начальном состоянии

а в конечном состоянии

С учетом этого равенство (5.1) примет вид

(5.2)

где значения моментов инерции и платформы и человека соответственно относятся к начальному состоянию системы, и — к конечному.
Момент инерции платформы относительно оси при переходе человека не изменяется:

Момент инерции человека относительно той же оси будет изменяться.

Если рассматривать человека как материальную точку, его момент инерции в начальном состоянии можно считать равным нулю. В конечном состоянии момент инерции человека:

Подставим в формулу (5.2) выражения моментов инерции, начальной угловой скорости вращения платформы с человеком и конечной угловой скорости (, где — скорость человека относительно пола)

Откуда

Ответ.

Эта задача взята со страницы задач по физике с решением:

Решение задач по физике

Возможно эти задачи вам будут полезны:

Задача №11 Тело массой ударяется о неподвижное тело массой . Считая удар центральным и абсолютно упругим, найти, какую долю кинетической энергии передает первое тело второму при ударе.
Задача №12 Тело массой 1,0 кг под действием силы движется прямолинейно. Зависимость модуля перемещения тела от времени задана уравнением . Определить работу силы за 10 с от начала ее действия и зависимость кинетической энергии от времени.
Задача №14 Деревянный стержень массой кг и длиной может свободно вращаться в вертикальной плоскости, относительно оси проходящей через точку , и перпендикулярной плоскости рис. 5.1. В нижний конец неподвижного стержня попадает пуля массой кг, летевшая со скоростью м/с, и застревает в нем. Скорость пули направлена перпендикулярно стрежню и оси. Определить угловую скорость стержня в момент удара. Моментом инерции пули пренебречь.
Задача №15 Через блок в виде сплошного диска, имеющего массу г, перекинута тонкая гибкая нить, к концам которой подвешены грузы с массами г и г. Определить ускорение, с которым будут двигаться грузы, если их предоставить самим себе. Зрением и массой нити пренебречь.