Физика (Часть 1): Учебно-практическое пособие, страница 23

2.  Чему равна кинетическая энергия поступательного движения шара, скатывающегося без трения с наклонной плоскости высотой h в конце наклонной плоскости?

а) mgh;  б) ⁵/₇ mgh;  в)¹/₂ mgh;  г) ¼ mgh;  д) ³/₅ mgh.

3.  От чего зависит момент инерции тела, вращающегося относительно закрепленной оси?

а) от момента приложения сил?

б) от распределения массы относительно оси вращения;

в) от углового ускорения.

4.  Физический смысл момента инерции:

а) произведение силы на плечо;

б) произведение момента силы на время действия;

в) мера инертности во вращательном движении.

5.  Какая из приведенных ниже формул определяет кинетическую энергию тела при вращательном движении?

а) Iω²/₂;   б) I²ω/₂;   в) Iω²;   г) Iω;   д) I²ω².

Пример решения задач.

  К катящемуся по горизонтальной поверхности шару массой 1кг приложили силу 1Н и остановили его. Путь торможения составил 1м. Определить скорость шара до начала торможения.

         Дано:m=1кг; F=1Н; s=1м.

         Найти: v.

         Решение. Кинетическая энергия катящегося шара складывается из энергии поступательного и вращательного движений:

,

где m – масса шара, J – момент инерции, v и ω – линейная и угловая скорости, которые связаны соотношением , r – радиус шара. Момент инерции шара J=0.4mr². С учетом этого

.

Работа А тормозящей силы F на пути s A=Fs будет равна изменению кинетической энергии шара, которое в условии задачи равно E_к (кинетическая энергия остановившегося шара равна 0).

       ; , откуда

     ;  .(м/с)

Глава 4.  Элементы специальной теории относительности

Инерциальные и неинерциальные  системы   отсчета.

Механический     принцип относительности.

Механическое движение  относительно: его   характер для  одного    и того же   тела может быть различным в разных системах  отсчета.  Например, космонавт, находящийся на борту космической станции “Мир”  (искусственного спутника Земли), неподвижен в системе  отсчета,  связанной со станцией.  В  то же   время по отношению  к Земле он  движется  вместе  со станцией  по орбите, т.е.  не  равномерно и не прямолинейно. Другой пример. Шар, лежащий  (покоящийся) на гладком столе вагона, который идет равномерно и прямолинейно, может прийти в  движение по  столу без всякого  воздействия   на него со стороны  каких- либо тел.  Для  этого достаточно, чтобы скорость вагона начала изменяться  и  шар начнет движение  по инерции. Исходя из этих соображений, в физике используют системы отсчета двух видов  - инерциальные и неинерциальные.

Инерциальной системой  отсчета называется такая система, по отношению к которой тело, свободное от внешних  воздействий, покоится или движется равномерно и прямолинейно.  Система отсчета,  в  которой тело,  не  подверженное        внешнему         воздействию,   движется    неравномерно    или  непрямолинейно,  называется   неинерциальной. 

Для  описания  движения можно  использовать ту или другую систему отсчета . Однако, как  правило, выбирают такую, в которой описание движения  было бы проще.  В этом смысле  предпочтение  отдают инерциальным системам отсчета.  Но  дело не  только в  этом.  Инерциальные ситемы отсчета  обладают одним  важным свойством:  во всех инерциальных системах отсчета  все физические процессы  протекают одинаковым  образом.   Это  утверждение получило название  механический  принцип относительности (принцип   относительности  Галилея). В соответствии с этим принципом математическое  выражение  законов физики имеет одинаковую форму  во всех инерциальных  системах отсчета.  В современной формулировке принцип  относительности Галилея читается так: