Однородный стержень может свободно вращаться вокруг горизонтальной оси, проходящей через один из его концов. В верхнем положении угловая скорость стержня ω=6,28 рад/с. Определить угловую скорость стержня внизу. Длина стержня L=40см.
Момент инерции стержня, вращающегося вокруг оси, проходящей через его конец:
J = mL²/3
Используем закон сохранения энергии.
В верхнем положении Е = 0.5mgL + 0.5Jω₀²
В нижнем положении Е = -0.5mgL + 0.5Jω²
Приравниваем правые части
0.5mgL + 0.5Jω₀² = -0.5mgL + 0.5Jω²
mgL + 0.5Jω₀² = 0.5Jω²
2mgL + Jω₀² = Jω²
ω² = ω₀² + 2mgL/J
ω² = ω₀² + 2mgL/(mL²/3)
ω² = ω₀² + 6g/L
пусть g = 9,8м/с², тогда
ω² = 6,28² + 6·9,8/0,4 ≈ 186,4
ω = 13,6 рад/с
ПОХОЖИЕ ЗАДАНИЯ: