При скатывании диска массой m с с высоты h его потенциальная энергия mgh преобразовывается в кинетическую энергию поступательного и вращательного движения: mgh=mv^2/2+Jw^2/2, где J - момент инерции диска. Длина наклонной плоскости l связана с её высотой h соотношением l=h/sin(a), линейная скорость v связана с угловой скоростью w соотношением v=wR, где R - радиус диска. Тогда mglsin(a)=v^2/2*(m+J/R^2). Так как движение тела происходит лишь под действием силы тяжести, то оно равноускоренное. Тогда v=at и l=at^2/2. Отсюда ускорение a=mgsin(a)/(m+J/R^2). Момент инерции диска J=mR^2/2. Тогда ускорение a=mgsin(a)/(3m/2)=2gsin(a)/3
Уровень А1. Что более инертно и почему:а) каменная глыба массой 1000 кг или деревянная балка массой 100 кг;б) ружье или пуля, вылетевшая из ружья?Решение2. Определите массу тел:а) медной пластинки размеров 40х10х1 мм;б) стального шарика, при опускании которого в мензурку, объем воды увеличился на 50 мл;в) тела, которое уравновесили на весах гирьками 40 г, 10 г, 1г и 200 мг;г) молекулы воды, если в 1 г воды содержится 4·1022 молекул.Решение3. Используя рис. 1, найдите построением равнодействующую следующих сил:
Длина наклонной плоскости l связана с её высотой h соотношением l=h/sin(a), линейная скорость v связана с угловой скоростью w соотношением v=wR, где R - радиус диска.
Тогда mglsin(a)=v^2/2*(m+J/R^2). Так как движение тела происходит лишь под действием силы тяжести, то оно равноускоренное. Тогда v=at и l=at^2/2. Отсюда ускорение a=mgsin(a)/(m+J/R^2). Момент инерции диска J=mR^2/2. Тогда ускорение a=mgsin(a)/(3m/2)=2gsin(a)/3