Question

Угловая скорость замкнутой системы увеличилась в 4 раза. при этом момент инерции системы:
а)не изменился;
б) увеличился в 2 раза;
в)уменьшился в 2 раза;
г)уменьшился в 4 раза;
д)увеличился в 4 раза.

с объяснением, )

Answer 1

Для решения данной задачи нам понадобится использовать формулу, связывающую угловую скорость и момент инерции.

Угловая скорость (ω) определяется как отношение изменения угла поворота (Δθ) к изменению времени (Δt):
ω = Δθ / Δt

Момент инерции (I) системы зависит от распределения массы относительно оси вращения и выражается уравнением:
I = Σmr^2

, где Σmr^2 - сумма произведений масс (m) на квадрат расстояния (r) от массы до оси вращения.

Согласно условию, угловая скорость системы увеличилась в 4 раза. То есть, вместо исходной угловой скорости (ω) теперь имеем новую угловую скорость (4ω). Момент инерции системы обозначим как I1, а измененный момент инерции - I2.

Составим уравнение, используя формулу для угловой скорости и уравнение для момента инерции:

ω = Δθ / Δt (1)
I1 = Σmr^2 (2)
4ω = Δθ / Δt (3)
I2 = Σmr^2 (4)

Сравнивая уравнения (1) и (3), замечаем, что угловая скорость увеличилась в 4 раза. Значит, изменения угла поворота (Δθ) и времени (Δt) остались прежними, то есть Δθ = θ и Δt = t.

Теперь, в уравнении (2) используем Δθ = θ и Δt = t, чтобы выразить I1:
I1 = Σmr^2

Подставим I1 в уравнение (4) и получим:
I2 = Σmr^2

Таким образом, из условия задачи следует, что момент инерции системы не изменился, то есть I1 = I2.

Ответ: а) момент инерции системы не изменился.