Лучшие помощники
- Megamozg 2205 б
- Matalya1 1800 б
- DevAdmin 1720 б
- arkasha_bortnikov 895 б
- Dwayne_Johnson 865 б
22 сентября 2024 15:52
151
Шар диаметром 6 см катится без скольжения по горизонтальной плоскости, делая 4 оборота в секунду. Масса шара 0,25 кг. Найти кинетическую энергию катящегося шара.
1
ответ
Для нахождения кинетической энергии катящегося шара воспользуемся формулой:
\[ E_k = \frac{1}{2} I \omega^2 + \frac{1}{2} m v^2 \]
где:
- \( E_k \) - кинетическая энергия,
- \( I \) - момент инерции,
- \( \omega \) - угловая скорость,
- \( m \) - масса шара,
- \( v \) - линейная скорость.
У нас дано, что шар катится без скольжения, поэтому \( v = R \cdot \omega \), где \( R \) - радиус шара.
Для шара \( I = \frac{2}{5} m R^2 \), где \( R = \frac{d}{2} = \frac{6}{2} = 3 \, \text{см} = 0.03 \, \text{м} \).
Теперь найдем угловую скорость \( \omega = 2\pi \cdot n \), где \( n \) - количество оборотов в секунду.
Подставим все значения в формулу:
\[ \omega = 2\pi \cdot 4 = 8\pi \, \text{рад/с} \]
\[ I = \frac{2}{5} \cdot 0.25 \cdot (0.03)^2 = 0.000045 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2 \]
\[ v = 0.03 \cdot 8\pi = 0.0942 \, \text{м/с} \]
Теперь можем найти кинетическую энергию:
\[ E_k = \frac{1}{2} \cdot 0.000045 \cdot (8\pi)^2 + \frac{1}{2} \cdot 0.25 \cdot 0.0942^2 \]
\[ E_k \approx 0.113 \, \text{Дж} \]
Таким образом, кинетическая энергия катящегося шара составляет примерно 0.113 Дж.
\[ E_k = \frac{1}{2} I \omega^2 + \frac{1}{2} m v^2 \]
где:
- \( E_k \) - кинетическая энергия,
- \( I \) - момент инерции,
- \( \omega \) - угловая скорость,
- \( m \) - масса шара,
- \( v \) - линейная скорость.
У нас дано, что шар катится без скольжения, поэтому \( v = R \cdot \omega \), где \( R \) - радиус шара.
Для шара \( I = \frac{2}{5} m R^2 \), где \( R = \frac{d}{2} = \frac{6}{2} = 3 \, \text{см} = 0.03 \, \text{м} \).
Теперь найдем угловую скорость \( \omega = 2\pi \cdot n \), где \( n \) - количество оборотов в секунду.
Подставим все значения в формулу:
\[ \omega = 2\pi \cdot 4 = 8\pi \, \text{рад/с} \]
\[ I = \frac{2}{5} \cdot 0.25 \cdot (0.03)^2 = 0.000045 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2 \]
\[ v = 0.03 \cdot 8\pi = 0.0942 \, \text{м/с} \]
Теперь можем найти кинетическую энергию:
\[ E_k = \frac{1}{2} \cdot 0.000045 \cdot (8\pi)^2 + \frac{1}{2} \cdot 0.25 \cdot 0.0942^2 \]
\[ E_k \approx 0.113 \, \text{Дж} \]
Таким образом, кинетическая энергия катящегося шара составляет примерно 0.113 Дж.
0
·
Хороший ответ
22 сентября 2024 15:54
Остались вопросы?
Еще вопросы по категории Физика
Определите амплитуду, период, частоту и циклическую частоту колебаний пружинного маятника по графику, изображенному на рисунке 142. При каких значения...
Описать процесс превращения закрытого колебательного контура в открытый (вибратор Герца)...
1) Определите объем льдинки, масса которой 108 г. 2) Сколько килограммов керосина входит в пятилитровую бутыль? 3)Грузоподъемность лифта 3 т. Сколько...
Уравнение Менделеева-Клайперона: 1.Связывает между собой макропараметры газа 2.Связывает между собой микропараметры газа 3.Связывает макропараметры...
Два мотоциклиста выезжают одновременно из двух пунктов навстречу друг другу. Один из них спускается равноускоренно с горы, имея начальную скорость 36...