一个质量为M,半径为R的水平均匀圆盘可绕通过中心的光滑竖直轴自由转动,在盘边缘站着一个质量为m人,
一个质量为M,半径为R的水平均匀圆盘可绕通过中心的光滑竖直轴自由转动,在盘边缘站着一个质量为m人,二者最初对地面静止,当人在盘上沿边缘走一周时,盘对地面转过角度多大?...
一个质量为M,半径为R的水平均匀圆盘可绕通过中心的光滑竖直轴自由转动,在盘边缘站着一个质量为m人,二者最初对地面静止,当人在盘上沿边缘走一周时,盘对地面转过角度多大?
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设:人的角速度为:ω1,圆盘的角速度为:ω2,
由系统角动量守恒:
J1ω1=J2ω2
则有:ω2=ω1J1/J2
则人相对圆盘的角速度为:ω=ω1+ω2=ω1(J1+J2)/J2
则人在盘上走一周所用的时间为:t=2π/ω=2πJ2/ω1(J1+J2)
圆盘行对地面转过的角度为:
θ=ω2t=(ω1J1/J2)*(2πJ2/ω1(J1+J2))=2πJ1/(J1+J2)
J1=mR^2,J2=MR^2/2
代入上式,可得:
θ=2πm/(M+m)
由系统角动量守恒:
J1ω1=J2ω2
则有:ω2=ω1J1/J2
则人相对圆盘的角速度为:ω=ω1+ω2=ω1(J1+J2)/J2
则人在盘上走一周所用的时间为:t=2π/ω=2πJ2/ω1(J1+J2)
圆盘行对地面转过的角度为:
θ=ω2t=(ω1J1/J2)*(2πJ2/ω1(J1+J2))=2πJ1/(J1+J2)
J1=mR^2,J2=MR^2/2
代入上式,可得:
θ=2πm/(M+m)
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谢谢大神
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