Номер 5, страница 161 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 49. Закон сохранения момента импульса. Кинетическая энергия абсолютного твёрдого тела, вращающегося относительно неподвижной оси. Глава 5. Динамика вращательного движения абсолютно твёрдого тела - номер 5, страница 161.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Дано:

Промежуток времени, $ \Delta t = 0,1 \, \text{с} $

Радиус колеса, $ R = 30 \, \text{см} $

Сила, $ F = 10 \, \text{Н} $

$ R = 30 \, \text{см} = 0,3 \, \text{м} $

Найти:

Изменение момента импульса, $ \Delta L - ? $

Решение:

Согласно основному закону динамики вращательного движения, изменение момента импульса тела $ \Delta L $ равно импульсу момента силы, действующей на тело. Импульс момента силы определяется как произведение момента силы $ M $ на промежуток времени $ \Delta t $, в течение которого эта сила действовала.

$ \Delta L = M \cdot \Delta t $

Момент силы $ M $ определяется как произведение модуля силы $ F $ на плечо силы, которым в данном случае является радиус колеса $ R $, так как сила приложена по касательной к ободу (то есть перпендикулярно радиусу).

$ M = F \cdot R $

Подставим выражение для момента силы в первую формулу:

$ \Delta L = F \cdot R \cdot \Delta t $

Теперь подставим числовые значения в полученную формулу и произведем вычисления:

$ \Delta L = 10 \, \text{Н} \cdot 0,3 \, \text{м} \cdot 0,1 \, \text{с} = 0,3 \, \text{Н} \cdot \text{м} \cdot \text{с} = 0,3 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{с} $

Ответ: изменение момента импульса колеса равно $ 0,3 \, \text{кг} \cdot \text{м}^2/\text{с} $.