Задачи › Энергия вращения

Каток и трактор

  1. Каток и трактор

    МОШ 1985/86, 10 кл.
    4/10

    Полый каток массой \(M = 200\) кг покоится на шероховатом асфальте. Затем к нему прицепляют трактор, который начинает тянуть каток с постоянной силой \(F = 400\) Н. До какой скорости разгонится каток за \(L = 18\) м пройденного пути? Потерями энергии пренебречь.

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Ответ

    \(v = \sqrt{FL/M}\).

    Решение

    Кинетическая энергия катка складывается из энергии, связанной с его поступательным движением и равной \(Mv^2/2\) (здесь \(v\) — скорость оси катка), и энергии вращательного движения относительно центра масс, равной также \(Mv^2/2\), поскольку при движении катка без проскальзывания все его точки вращаются вокруг оси с одной и той же скоростью \(v\). Поэтому полная кинетическая энергия полого катка равна \(W = Mv^2\). Работа силы \(F\), прикладываемой трактором к катку на пути \(L\), равна \(A = FL\) и расходуется на увеличение кинетической энергии катка от нуля до \(W\), то есть \(FL = Mv^2\), откуда \(v = \sqrt{FL/M}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи