Твердое тело насажено на горизонтальную ось, проходящую через его центр масс. На ту же ось насажен легкий блок радиуса r, жестко прикрепленный к телу. К свободному концу нити, намотанной на блок, подвешена гиря массы m.
Гирю отпускают. Через время t она опускается на расстояние h. Найдите момент инерции тела.
Answers & Comments
Дано: m, r, t, h
I - ?
На груз действуют две силы mg тянет вниз и Т(натяжение нити) тянет груз вверх
mg - T = ma ⇒ T = m(g - a)
Ускорение найдем из формулы кинематики:
h = at²/2 ⇒ a = 2h/t²
На блок со стороны нити действует сила Т направленная вниз, момент этой силы равен M = Tr, а из основного ур-я динамики вращательного движения M = Iε
Из кинематики вращательного движения ε = a/r
Приравняем моменты сил: Tr = Iε ⇒ I = Tr/ε