Тонкостенное кольцо и диск имеющие одинаковые радиусы (10см) и одинаковые массы 1 кг вращаются с одинаковой частотой вокруг своей оси , совпадающих с их осями симметрии. При этом кинетическая энергия кольца равна 0.5 Дж . Чему равен момент импульса диска ?
Момент импульса (L) выражается как произведение момента инерции (I) на угловую скорость (ω), т.е. L = I * ω.
Момент инерции для кольца равен I_ring = MR^2, где M - масса кольца, R - радиус кольца. Для диска также момент инерции выражается как I_disk = MR^2.
Так как массы кольца и диска равны, а их радиусы также равны, то моменты инерции будут равны: I_ring = I_disk.
Кинетическая энергия кольца выражается как E_k = 0.5 I_ring ω^2 = 0.5 Дж.
Таким образом, 0.5 = 0.5 I_ring ω^2, откуда ω^2 = 1.
Следовательно, угловая скорость для кольца и для диска равна: ω = 1 рад/с.
Таким образом, момент импульса диска равен:
L = I_disk ω = MR^2 ω = 1 (0.1)^2 1 = 0.01 кг * м^2 / с.