Естественные науки
Платформа в виде диска радиусом 1,5 м и массой 180 кг вращается вокруг вертикальной оси с частотой 10 об/мин. В центре
Платформа в виде диска радиусом 1,5 м и массой 180 кг вращается вокруг вертикальной оси с частотой 10 об/мин. В центре платформы стоит человек массой 60 кг. Какую линейную скорость относительно земли будет иметь человек, если он перейдет на край платформы?
Согласно условию задачи, момент внешних сил относительно оси вращения Z, совпадающей с геометрической осью платформы, можно считать равным нулю. При этом условии проекция Lz момента импульса системы платформа - человек остается постоянной :
Lz = Jz = const,
где Jz - момент инерции платформы с человеком относительно оси z; - угловая скорость платформы.
Момент инерции системы равен сумме моментов инерции тел, входящих в состав системы, поэтому в начальном состоянии Jz = J1 + J2, а в конечном состоянии Jz = J1' + J2' .
С учетом этого равенство (2.67) примет вид
(J1 + J2) = (J1' + J2' )' , (2.68)
где значения моментов инерции J1 и J2 платформы и человека соответственно относятся к начальному состоянию системы; J1' и J2' - к конечному.
Момент инерции платформы относительно оси z при переходе человека не изменяется: J1 = J1' = 1/2(m1R2). Момент инерции человека относительно той же оси будет изменяться. Если рассматривать человека как материальную точку, то его момент инерции J2 в начальном состоянии (в центре платформы) можно считать равным нулю. В конечном состоянии (на краю платформы) момент инерции человека J2' = m2R2.
Подставим в формулу (2.68) выражения моментов инерции, начальной угловой скорости вращения платформы с человеком (= 2n) и конечной угловой скорости (' = v/R, где v - скорость человека относительно пола)
(1/2(m1R2) + 0)2n = (1/2(m1R2) + m2R2)v/R .
После сокращения на R2 и простых преобразований находим скорость:
v = 2nRm1/(m1 + 2m2) .
Произведем вычисления:

Lz = Jz = const,
где Jz - момент инерции платформы с человеком относительно оси z; - угловая скорость платформы.
Момент инерции системы равен сумме моментов инерции тел, входящих в состав системы, поэтому в начальном состоянии Jz = J1 + J2, а в конечном состоянии Jz = J1' + J2' .
С учетом этого равенство (2.67) примет вид
(J1 + J2) = (J1' + J2' )' , (2.68)
где значения моментов инерции J1 и J2 платформы и человека соответственно относятся к начальному состоянию системы; J1' и J2' - к конечному.
Момент инерции платформы относительно оси z при переходе человека не изменяется: J1 = J1' = 1/2(m1R2). Момент инерции человека относительно той же оси будет изменяться. Если рассматривать человека как материальную точку, то его момент инерции J2 в начальном состоянии (в центре платформы) можно считать равным нулю. В конечном состоянии (на краю платформы) момент инерции человека J2' = m2R2.
Подставим в формулу (2.68) выражения моментов инерции, начальной угловой скорости вращения платформы с человеком (= 2n) и конечной угловой скорости (' = v/R, где v - скорость человека относительно пола)
(1/2(m1R2) + 0)2n = (1/2(m1R2) + m2R2)v/R .
После сокращения на R2 и простых преобразований находим скорость:
v = 2nRm1/(m1 + 2m2) .
Произведем вычисления:

Айрат Фазлиев
А рисунок возможно к этой задаче сделать?
Андрей Васильев
какой рисунок, она просто скопировала и вставила решение из учебника
Похожие вопросы
- Луна вращается вокруг своей оси?
- С чего вообще взяли что Земля вращается вокруг своей оси?
- Земля вращается вокруг своей оси или вокруг общего с Луной центра масс ?
- Можно ли заставить Землю прекратить вращаться вокруг собственной оси? К каким последствиям это приведет?
- Докажите мне, что Луна вращается вокруг своей оси! только без формул, а по-человечески!
- Почему Луна не вращается вокруг собственной оси?
- Луна, вращается вокруг собственной оси или нет?
- Почему небесные тела вращаются вокруг своей оси?
- Правда ли, что есть планеты, которые не вращаются вокруг своей оси?
- Почему Луна не вращается вокруг собственной оси, а вращается вокруг Земной оси?