Диск массой m = 2 кг радиуса r = 2 м катится по плоскости, его момент инерции относительно оси, проходящей через центр С перпендикулярно плоскости рисунка, Ic = 4 кг*м2. Определить кинетическую энергию диска в момент времени, когда скорость его центра Vc = 2 м/с.
Для начала определим кинетическую энергию вращательного движения диска:
Ek = (1/2) Ic w^2
где w - угловая скорость диска.
Так как диск катится, его скорость центра связана с угловой скоростью следующим образом:
Vc = r * w
или
w = Vc / r
Подставляем значение w в формулу для кинетической энергии:
Ek = (1/2) Ic (Vc / r)^2
Ek = (1/2) 4 (2 / 2)^2 = 4 Дж
Таким образом, кинетическая энергия диска в момент времени, когда скорость его центра равна 2 м/с, составляет 4 Дж.