Человек вращается, стоя на скамье Жуковского и держа в вытянутых руках гантели. Прижав руки с гантелями к груди, он уменьшил момент инерции системы в 1.5 раза. Во сколько раз увеличилась при этом кинетическая энергия вращения всей системы? Трением пренебречь
Для решения этой задачи воспользуемся сохранением момента импульса. Поскольку система вращается без внешних воздействий, ее момент импульса должен оставаться неизменным.
Момент инерции системы до уменьшения равен I, а после уменьшения - 1,5I.
Для системы вращения кинетическая энергия выражается как Т = 0,5Iω^2, где ω - угловая скорость.
С учетом сохранения момента импульса, имеем:
Iω = 1,5Iω',
где ω' - угловая скорость после уменьшения момента инерции.
Отсюда получаем, что ω' = (1/1,5) ω = 2/3 ω.
Таким образом, после уменьшения момента инерции угловая скорость увеличилась в 1,5 раза.
Кинетическая энергия выражается как Т = 0,5Iω^2.
После уменьшения момента инерции ее значение станет T' = 0,5(1,5I)(2/3ω)^2 = 0,5I(4/9)ω^2 = 4/9 * Т.
Итак, кинетическая энергия увеличилась в 4/9 раза.
Для решения этой задачи воспользуемся сохранением момента импульса. Поскольку система вращается без внешних воздействий, ее момент импульса должен оставаться неизменным.
Момент инерции системы до уменьшения равен I, а после уменьшения - 1,5I.
Для системы вращения кинетическая энергия выражается как Т = 0,5Iω^2, где ω - угловая скорость.
С учетом сохранения момента импульса, имеем:
Iω = 1,5Iω',
где ω' - угловая скорость после уменьшения момента инерции.
Отсюда получаем, что ω' = (1/1,5) ω = 2/3 ω.
Таким образом, после уменьшения момента инерции угловая скорость увеличилась в 1,5 раза.
Кинетическая энергия выражается как Т = 0,5Iω^2.
После уменьшения момента инерции ее значение станет T' = 0,5(1,5I)(2/3ω)^2 = 0,5I(4/9)ω^2 = 4/9 * Т.
Итак, кинетическая энергия увеличилась в 4/9 раза.