Работа вам нужна срочно. Не волнуйтесь, уложимся!
Заполните, пожалуйста, данные для автора:
- 22423 авторов готовы помочь тебе.
- 2402 онлайн
Полная кинетическая энергия катящегося шара равна 24 Дж. Необходимо определить кинетическую энергию поступательного и вращательного движения шара.
Когда шар катится без скольжения, его полная кинетическая энергия — это сумма кинетических энергий его поступательного и вращательного движений.
Полную кинетическую энергию \( E_{\text{total}} \) можно записать следующим образом:
\[ E_{\text{total}} = E_{\text{пост}} + E_{\text{вращ}}, \]
где:
Для шарообразного тела, катящегося без скольжения, существует связь между поступательной скоростью и угловой скоростью:
\[ v = \omega R, \] где \( R \) — радиус шара.
Момент инерции для однородного сплошного шара относительно оси, проходящей через центр, равен:
\[ I = \frac{2}{5} m R^2. \]
В случае, когда шар катится без скольжения, полную кинетическую энергию можно выразить через поступательную скорость \( v \). Так как \( v = \omega R \), то кинетическая энергия поступательного и вращательного движений связаны.
Теперь выразим полную кинетическую энергию:
\[ E_{\text{total}} = E_{\text{пост}} + E_{\text{вращ}} = \frac{1}{2} m v^2 + \frac{1}{5} m v^2 = \frac{7}{10} m v^2. \]
Зная, что полная кинетическая энергия \( E_{\text{total}} \) равна 24 Дж, можем записать следующее уравнение:
\[ \frac{7}{10} m v^2 = 24 \text{ Дж}. \]
Теперь определим, как разделяется род кинетической энергии между поступательным и вращательным движениями: