2017-12-10
Какую работу $A$ совершает человек при переходе от края платформы к ее центру в условиях задачи 5663? Радиус платформы $R = 1,5 м$.
Решение:
При переходе с края платформы к центру человек совершает работу, равную разности кинетических энергий вращения. $A = \frac{J_{2} \omega_{2}^{2}}{2} - \frac{J_{1} \omega_{1}^{2}}{2}$ — (1), где $J_{1}$ — момент инерции платформы с человеком на краю, $J_{2}$ — момент инерции платформы с человеком в центре. $J_{1} = \frac{mR^{2}}{2} + m_{0}R^{2}; J_{2} = \frac{mR^{2}}{2}$. Частота вращения $\omega_{1} = 2 \pi n_{1}; \omega_{2} = 2 \pi n_{2}$. Воспользуемся формулой для $n_{2}$, полученной в задаче 5663: $n_{2} = n_{1} \frac{m + 2 m_{0}}{m}$, тогда $\omega_{2} = 2 \pi n_{1} \frac{m + 2m_{0}}{m} = \omega_{1} \frac{m + 2m_{0}}{m}$. Подставив числовые значения, получим: $J_{1} = 247,5 кг \cdot м^{2}, J_{1} = 112,5 кг \cdot м^{2}, \omega_{1} = 1,1 рад/с, \omega_{2} = 2,3 рад/с$. Подставив найденные значения в (1), получим: $A \approx 162 Дж$.