Обруч массой m=0,3 кг и радиусом R=0,5 м привели во вращение, сообщив ему энергию вращательного движения 1200 Дж, и опустили на пол так, что его ось вращения оказалась параллельной плоскости пола. Если обруч начал двигаться без проскальзывания, имея кинетическую энергию поступательного движения 200 Дж, то сила трения совершила работу, равную…

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Рассмотрим движение обруча как комбинацию вращательного и поступательного движения.

Из условия известно, что кинетическая энергия вращения обруча равна 1200 Дж, а кинетическая энергия поступательного движения равна 200 Дж.
Таким образом, общая кинетическая энергия обруча равна 1400 Дж.

Общая кинетическая энергия обруча может быть представлена как сумма кинетической энергии вращения и кинетической энергии поступательного движения:

K = K_rot + K_trans

K = 1200 + 200
K = 1400 Дж

Так как обруч двигается без проскальзывания, то сила трения совершает работу, противодействуя вращательному движению (т.е. делает отрицательную работу).

Таким образом, работа, совершенная силой трения, равна разности между общей кинетической энергией и суммой кинетической энергии вращения и поступательного движения:

Р = K - (K_rot + K_trans)
Р = 1400 - (1200 + 200)
Р = 1400 - 1400
Р = 0 Дж

Итак, сила трения не совершила никакой работы.