Номер 1, страница 241 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Авторы: Грачев А. В., Погожев В. А., Салецкий А. М., Боков П. Ю.
Тип: Учебник
Серия: алгоритм успеха
Издательство: Просвещение
Год издания: 2011 - 2025
Уровень обучения: базовый и углублённый
Цвет обложки: бирюзовый изображена солнечная система со всеми планетами
ISBN: 978-5-09-091742-1
Популярные ГДЗ в 10 классе
Упражнения. Параграф 42. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса. Глава 6. Динамика вращательного движения. Механика - номер 1, страница 241.
№1 (с. 241)
Условие. №1 (с. 241)
скриншот условия

1. Фигурист, вращаясь на носке конька, для замедления своего вращения разводит руки в стороны. При этом момент инерции фигуриста относительно оси вращения изменяется в $n$ раз. Зная, что действующие на фигуриста силы трения достаточно малы, оцените, как изменяется угловая скорость вращения фигуриста.
Решение. №1 (с. 241)
Дано
Начальный момент инерции фигуриста: $J_1$
Конечный момент инерции фигуриста: $J_2$
Начальная угловая скорость: $\omega_1$
Конечная угловая скорость: $\omega_2$
Изменение момента инерции: $J_2 = n \cdot J_1$
Силы трения пренебрежимо малы.
Найти:
Как изменится угловая скорость, то есть найти отношение $\frac{\omega_2}{\omega_1}$.
Решение
Поскольку по условию задачи силы трения, действующие на фигуриста, малы, их моментом можно пренебречь. Это означает, что суммарный момент внешних сил, действующих на систему (фигуриста), равен нулю. В этом случае для системы выполняется закон сохранения момента импульса.
Момент импульса $L$ тела, вращающегося вокруг оси, вычисляется по формуле:
$L = J \cdot \omega$
где $J$ – момент инерции тела относительно оси вращения, а $\omega$ – его угловая скорость.
Запишем закон сохранения момента импульса для двух состояний фигуриста: до разведения рук (состояние 1, с параметрами $J_1$ и $\omega_1$) и после (состояние 2, с параметрами $J_2$ и $\omega_2$).
$L_1 = L_2$
$J_1 \cdot \omega_1 = J_2 \cdot \omega_2$
Из условия известно, что момент инерции изменяется в $n$ раз. Фигурист разводит руки, чтобы замедлить вращение. Разведение рук увеличивает расстояние частей тела от оси вращения, что приводит к увеличению момента инерции. Таким образом, конечный момент инерции $J_2$ больше начального $J_1$ в $n$ раз:
$J_2 = n \cdot J_1$
Подставим это выражение в уравнение закона сохранения момента импульса:
$J_1 \cdot \omega_1 = (n \cdot J_1) \cdot \omega_2$
Поскольку начальный момент инерции $J_1$ не равен нулю, мы можем сократить на него обе части уравнения:
$\omega_1 = n \cdot \omega_2$
Отсюда найдем, как конечная угловая скорость $\omega_2$ связана с начальной $\omega_1$:
$\omega_2 = \frac{\omega_1}{n}$
Этот результат показывает, что угловая скорость вращения фигуриста уменьшается в $n$ раз.
Ответ: Угловая скорость вращения фигуриста уменьшится в $n$ раз.
Другие задания:
Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.
Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz
ПрисоединитьсяМы подготовили для вас ответ c подробным объяснением домашего задания по физике за 10 класс, для упражнения номер 1 расположенного на странице 241 к учебнику серии алгоритм успеха 2011 года издания для учащихся школ и гимназий.
Теперь на нашем сайте ГДЗ.ТОП вы всегда легко и бесплатно найдёте условие с правильным ответом на вопрос «Как решить ДЗ» и «Как сделать» задание по физике к упражнению №1 (с. 241), авторов: Грачев (Александр Васильевич), Погожев (Владимир Александрович), Салецкий (Александр Михайлович), Боков (Павел Юрьевич), ФГОС (старый) базовый и углублённый уровень обучения учебного пособия издательства Просвещение.