На краю горизонтальной платформы, имеющей форму диска радиусом R - 2 м., стоит человек массой 80 кг. Масса платформы равна - 240 кг. Платформа может вращаться вокруг вертикальной оси, проходящей через центр. Пренебрегая трением, найти, с какой угловой скоростью будет вращаться платформа, если человек будет идти вдоль ее края со скоростью 2 м/с относительно платформы.
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения момента импульса. Момент импульса системы в начальный момент времени дотого,какчеловекначнетдвигатьсядо того, как человек начнет двигатьсядотого,какчеловекначнетдвигаться равен моменту импульса системы в конечный момент времени когдачеловекначалдвижениекогда человек начал движениекогдачеловекначалдвижение.
Момент импульса системы до движения человека: L1 = I1 * ω
где I1 - момент инерции системы до движения человека, ω - угловая скорость вращения платформы.
Момент импульса системы после движения человека: L2 = I2 * ω+Ωω + Ωω+Ω
где I2 - момент инерции системы после движения человека, Ω - угловая скорость движения человека относительно платформы.
Момент инерции системы до движения человека: I1 = масса платформы * R^2
Момент инерции системы после движения человека: I2 = масса платформы R^2 + масса человека R−2R-2R−2^2
Момент импульса системы до движения человека: L1 = 240 R^2 ω
Момент импульса системы после движения человека: L2 = 240<em>R2+80</em>(R−2)2240 <em> R^2 + 80 </em> (R-2)^2240<em>R2+80</em>(R−2)2 * ω+2ω + 2ω+2
Из закона сохранения момента импульса L1 = L2, следует: 240 R^2 ω = 240<em>R2+80</em>(R−2)2240 <em> R^2 + 80 </em> (R-2)^2240<em>R2+80</em>(R−2)2 * ω+2ω + 2ω+2
Решив это уравнение относительно ω, найдем угловую скорость платформы.
Для решения задачи воспользуемся законом сохранения момента импульса. Момент импульса системы в начальный момент времени дотого,какчеловекначнетдвигатьсядо того, как человек начнет двигатьсядотого,какчеловекначнетдвигаться равен моменту импульса системы в конечный момент времени когдачеловекначалдвижениекогда человек начал движениекогдачеловекначалдвижение.
Момент импульса системы до движения человека:
L1 = I1 * ω
где I1 - момент инерции системы до движения человека, ω - угловая скорость вращения платформы.
Момент импульса системы после движения человека:
L2 = I2 * ω+Ωω + Ωω+Ω
где I2 - момент инерции системы после движения человека, Ω - угловая скорость движения человека относительно платформы.
Момент инерции системы до движения человека:
I1 = масса платформы * R^2
Момент инерции системы после движения человека:
I2 = масса платформы R^2 + масса человека R−2R-2R−2^2
Момент импульса системы до движения человека:
L1 = 240 R^2 ω
Момент импульса системы после движения человека:
L2 = 240<em>R2+80</em>(R−2)2240 <em> R^2 + 80 </em> (R-2)^2240<em>R2+80</em>(R−2)2 * ω+2ω + 2ω+2
Из закона сохранения момента импульса L1 = L2, следует:
240 R^2 ω = 240<em>R2+80</em>(R−2)2240 <em> R^2 + 80 </em> (R-2)^2240<em>R2+80</em>(R−2)2 * ω+2ω + 2ω+2
Решив это уравнение относительно ω, найдем угловую скорость платформы.