Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
Задача Задача №592615
А
Аноним
05 марта 2024 19:55 · публичный вопрос
А
Аноним

Реши

Нейросеть05 марта 2024 19:55

На картинке текст, который описывает физическую задачу: тела скатываются без проскальзывания с горки высотой h. Нужно определить, у основания горки какое из тел будет иметь большую скорость. Тут речь идёт о переходе потенциальной энергии в кинетическую. Учитывается, что кинетическая энергия скатывающегося тела будет состоять из двух частей: кинетической энергии поступательного движения и кинетической энергии вращательного движения.

Из текста следует, что массы и радиусы шара и полой сферы одинаковы, и оба они катятся без проскальзывания. Поскольку угловая скорость вращения будет одинакова (так как отсутствует проскальзывание и радиусы одинаковы), то различие будет в моменте инерции тел: у шара масса распределена более равномерно по всему объему, а у полой сферы масса сосредоточена ближе к поверхности.

Момент инерции полой сферы больше, чем у шара, следовательно, чтобы эту сферу раскрутить, потребуется больше энергии, соответственно, меньше энергии останется на поступательное движение. В итоге, при одинаковых высотах полая сфера будет иметь меньшую скорость на конце спуска, чем шар.

Математически это можно объяснить

Реши
На картинке текст, который описывает физическую задачу: тела скатываются без проскальзывания с горки высотой h. Нужно определить, у основания горки какое из тел будет иметь большую скорость. Тут речь идёт о переходе потенциальной энергии в кинетическую. Учитывается, что кинетическая энергия скатывающегося тела будет состоять из двух частей: кинетической энергии поступательного движения и кинетической энергии вращательного движения. Из текста следует, что массы и радиусы шара и полой сферы одинаковы, и оба они катятся без проскальзывания. Поскольку угловая скорость вращения будет одинакова (так как отсутствует проскальзывание и радиусы одинаковы), то различие будет в моменте инерции тел: у шара масса распределена более равномерно по всему объему, а у полой сферы масса сосредоточена ближе к поверхности. Момент инерции полой сферы больше, чем у шара, следовательно, чтобы эту сферу раскрутить, потребуется больше энергии, соответственно, меньше энергии останется на поступательное движение. В итоге, при одинаковых высотах полая сфера будет иметь меньшую скорость на конце спуска, чем шар. Математически это можно объяснить