Решить задачу физику Однородный диск массой ?1 = 2 кг и радиусом ? = 20 см вращается с частотой ? = 1 об/с вокруг вертикальной оси, перпендикулярной плоскости диска и проходящей через его центр. С высоты ℎ = 44 см на край диска падает кусок пластилина массой ?2 = 100 г и прилипает к нему. Найдите потерю механической энергии системы.
Для решения задачи нам нужно найти изменение кинетической и потенциальной энергии системы.
Изменение кинетической энергии: Из условия задачи известно, что частота вращения диска равна 1 об/с, то есть угловая скорость ω = 2π рад/c. Также известно, что момент инерции диска I = 1/2mr^2, где m - масса диска, r - радиус диска. Из этих данных можно найти кинетическую энергию диска до и после прилипания пластилина. Ek до = 1/2Iω^2 = 1/2 (1/220.2^2) (2π)^2 ≈ 0.0157 Дж Ek после = 1/2Iω^2 = 1/2 (1/220.2^2) (2π)^2 ≈ 0.0157 Дж
Изменение потенциальной энергии: Гравитационный потенциал куска пластилина при падении на высоту h на край диска: ΔEp = mgh = 0.1 9.8 0.44 ≈ 0.43 Дж
Получаем, что потеря механической энергии системы составляет примерно -0.398 Дж. Это говорит о том, что система потеряла механическую энергию при падении пластилина на диск.
Для решения задачи нам нужно найти изменение кинетической и потенциальной энергии системы.
Изменение кинетической энергии:
Из условия задачи известно, что частота вращения диска равна 1 об/с, то есть угловая скорость ω = 2π рад/c. Также известно, что момент инерции диска I = 1/2mr^2, где m - масса диска, r - радиус диска.
Из этих данных можно найти кинетическую энергию диска до и после прилипания пластилина.
Ek до = 1/2Iω^2 = 1/2 (1/220.2^2) (2π)^2 ≈ 0.0157 Дж
Ek после = 1/2Iω^2 = 1/2 (1/220.2^2) (2π)^2 ≈ 0.0157 Дж
Изменение потенциальной энергии:
Гравитационный потенциал куска пластилина при падении на высоту h на край диска:
ΔEp = mgh = 0.1 9.8 0.44 ≈ 0.43 Дж
Потеря механической энергии:
ΔE = ΔEk + ΔEp = 0.0157 + 0.0157 - 0.43 ≈ -0.398 Дж
Получаем, что потеря механической энергии системы составляет примерно -0.398 Дж. Это говорит о том, что система потеряла механическую энергию при падении пластилина на диск.