М
Молодежь
К
Компьютеры-и-электроника
Д
Дом-и-сад
С
Стиль-и-уход-за-собой
П
Праздники-и-традиции
Т
Транспорт
П
Путешествия
С
Семейная-жизнь
Ф
Философия-и-религия
Б
Без категории
М
Мир-работы
Х
Хобби-и-рукоделие
И
Искусство-и-развлечения
В
Взаимоотношения
З
Здоровье
К
Кулинария-и-гостеприимство
Ф
Финансы-и-бизнес
П
Питомцы-и-животные
О
Образование
О
Образование-и-коммуникации
дашуля296
дашуля296
16.05.2023 04:24 •  Физика

Медный шар радиусом 0,1 м вращается с угловой скоростью 2 с(-1 степени) вокруг оси проходящей через его центр. какую работу надо совершить чтобы увеличить угловую скорость вращения шара вдвое? плотность меди равна 8,6*10(в 3 степени) кг/м3

👇
Ответ:
malinkarinka599
malinkarinka599
16.05.2023
Работа пойдет на увеличение кинетической энергии вращающегося шара Угловая скорость       Момент инерции шара                        Масса шара                         Работа будет равна

     ответ:
4,7(85 оценок)
Ответ:
Aslanty
Aslanty
16.05.2023
Для решения этой задачи, нам необходимо знать формулу для расчета работы, а также формулу для расчета момента инерции и сохранения момента инерции.

Формула для работы: Работа (W) = изменение кинетической энергии (ΔК)

Формула для момента инерции сплошного шара: I = (2/5) * m * r^2, где m - масса шара, r - радиус шара.

Из формулы для момента инерции можно выразить массу шара: m = (I * 5/2) / r^2

Мы знаем, что плотность меди равна 8,6 * 10^3 кг/м^3. Таким образом, масса шара будет равна:
m = плотность * объем = 8,6 * 10^3 кг/м^3 * (4/3) * π * (0,1 м)^3 = 8,6 * 10^3 кг/м^3 * 0,045 м^3 = 0,387 кг.

Теперь мы можем использовать формулу для момента инерции, чтобы найти начальный момент инерции шара:
Iнач = (2/5) * m * r^2 = (2/5) * 0,387 кг * (0,1 м)^2 = 0,00774 кг * м^2.

Так как у нас есть начальное значение угловой скорости (2 с^(-1)), мы можем использовать формулу сохранения момента инерции, чтобы найти конечный момент инерции шара.

Iнач * ωнач = Iкон * ωкон,
где Iнач - начальный момент инерции, ωнач - начальная угловая скорость,
Iкон - конечный момент инерции, ωкон - конечная угловая скорость.

Мы хотим увеличить угловую скорость вдвое, поэтому конечная угловая скорость будет 2 * 2 с^(-1) = 4 с^(-1).

Решив уравнение по Iкон получим:
Iкон = (Iнач * ωнач) / ωкон = (0,00774 кг * м^2 * 2 с^(-1)) / 4 с^(-1) = 0,00387 кг * м^2.

Так как мы знаем формулу для момента инерции сплошного шара (I = (2/5) * m * r^2), мы можем решить это уравнение и найти радиус шара, который даст нам нужный конечный момент инерции.

0,00387 кг * м^2 = (2/5) * 0,387 кг * r^2,
0,00387 кг * м^2 = 0,3096 кг * r^2,
r^2 = (0,00387 кг * м^2) / 0,3096 кг,
r^2 ≈ 0,0000487 м^2,
r ≈ √(0,0000487 м^2),
r ≈ 0,007 м.

Таким образом, чтобы увеличить угловую скорость вдвое, нам нужно изменить радиус шара с 0,1 м до примерно 0,007 м.

Теперь обратимся к формуле для работы, чтобы определить работу, необходимую для выполнения этого изменения:

W = ΔК = 1/2 * Iкон * (ωкон^2 - ωнач^2),
W = 1/2 * 0,00387 кг * м^2 * (4 с^(-1))^2 - (2 с^(-1))^2,
W = 1/2 * 0,00387 кг * м^2 * 12 с^(-2) - 4 с^(-2),
W = 2,3244 * 10^(-5) кг * м^2 * с^(-2) - 4 с^(-2),
W ≈ 2,3244 * 10^(-5) Дж - 4 Дж,
W ≈ - 3,9999 Дж.

Итак, работа, нужная для увеличения угловой скорости вдвое, составляет примерно -3,9999 Дж (отрицательное значение указывает на то, что нужно совершить работу противоположную направлению движения, чтобы изменить скорость).
4,6(20 оценок)
Проверить ответ в нейросети
Это интересно:
Новые ответы от MOGZ: Физика
logo
Вход Регистрация
Что ты хочешь узнать?
Спроси Mozg
Открыть лучший ответ