Консультация № 183541
07.06.2011, 20:56
47.41 руб.
07.06.2011, 21:20
0 5 2
Здравствуйте! Помогите,пожалуйста,желательно сегодня, с 13 задачей(вычисляется определенным интегралом)-
https://rfpro.ru/upload/5884

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
07.06.2011, 21:04
общий
07.06.2011, 21:07
Здравствуйте, Ольга!

То решение, которое Вам предложат эксперты по физике, может не понравиться математику. Задача, по-моему, решается и без применения интегралов. А если непременно нужно применить интеграл, то место задаче там, куда Вы её подавали первоначально.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Модератор
156417
2175
07.06.2011, 21:49
общий
это ответ
Здравствуйте, Ольга Никанова!
Пусть r - расстояние от основания треугольника.
Выделим узкий фрагмент шириной dr (точки на расстоянии от оси от r до r+dr)
Через подобные треугольники легко доказывается, что длина рассматриваемого фрагмента
x=a[$183$](h-r)/h
Масса фрагмента равна
dm=x[$183$]dr[$183$]d[$183$][$947$]=a[$183$](h-r)/h[$183$]dr[$183$]d[$183$][$947$]
линейная скорость точек фрагмента v=[$969$][$183$]r
кинетическая энергия dW=dm[$183$]v2/2=(a[$183$]d[$183$][$947$][$183$][$969$]2/2h)[$183$](r2[$183$]h-r3)[$183$]dr
Интегрируем от 0 до h
W=0h[$8747$](a[$183$]d[$183$][$947$][$183$][$969$]2/2h)[$183$](r2[$183$]h-r3)[$183$]dr=
=(a[$183$]d[$183$][$947$][$183$][$969$]2/2h)[$183$](r3[$183$]h/3-r4/4)|0h=
=(a[$183$]d[$183$][$947$][$183$][$969$]2/2h)[$183$]h4/12=a[$183$]d[$183$][$947$][$183$][$969$]2[$183$]h3/24=
=0,4м[$183$]0,002м[$183$]2200кг/м[sup]3[/sup][$183$](5[$960$]с[sup]-1[/sup])2[$183$](0,3м)3/24[$8776$]0,49 Дж
Неизвестный
07.06.2011, 22:44
общий
Адресаты:
Можно схематический рисунок?
давно
Модератор
156417
2175
07.06.2011, 23:23
общий
Примерно так, как в этом файле
Прикрепленные файлы:
63761774bf6367b37427d19fdf3012b4.doc
давно
Мастер-Эксперт
17387
18346
08.06.2011, 00:09
общий
это ответ
Здравствуйте, Ольга Никанова!

Поскольку в рамках данной рассылки нет большой нужды выводить формулы, которые либо являются общеизвестными, либо выводятся из таковых, предлагаю Вам для начала прочитать этот [u]материал[/u]. Непосредственное отношение к Вашей задаче имеет текст, относящийся к рисунку 38. То обстоятельство, что призма может и не быть равнобедренной, в данном случае не имеет значения. Заметим также, что в условии задачи для обозначения высоты призмы используется буква "d", а в предложенном Вам мной тексте - буква "b'.

Воспользуемся формулой (п. 44) для момента инерции Jx призмы относительно главной центральной оси Ox инерции и рассмотрим два случая:
1) ось вращения призмы совпадает с её ребром;
2) ось вращения призмы находится между двумя рёбрами призмы, в плоскости, содержащей её центр масс.

В обоих случаях для нахождения соответствующих моментов инерции призмы воспользуемся теоремой Гюйгенса - Штайнера: "Если момент инерции тела относительно некоторой оси вращения, проходящей через центр масс, имеет значение J , то относительно любой другой оси, находящейся на расстоянии l от первой и параллельной ей, он будет равен сумме J и произведения массы тела на квадрат расстояния между осями: J' = J + ml2".

В первом случае l = [$8730$]((h/3)2 + (d/2)2). Поэтому
J = mh2/18 + md2/12 + m(h2/9 + d2/4) = m(h2/6 + d2/3). (1)

Во втором случае l = h/3. Поэтому
J = mh2/18 + md2/12 + mh2/9 = mh2/6 + md2/12 = m(h2/6 + d2/12). (2)

Находим массу призмы:
m = [$947$] [$149$] 1/2 [$149$] a [$149$] h [$149$] d. (3)

Кинетическая энергия K вращающейся призмы может быть найдена по формуле
K = J[$969$]2/2. (4)

Чтобы ненароком не ошибиться при вычислениях "на ровном месте", выполним их поэтапно. Получим следующие результаты:
m = 2,2 [$149$] 1/2 [$149$] 40 [$149$] 30 [$149$] 0,2 = 264 (г) = 0,264 кг;
а) для первого случая
J = 0,264 [$149$] ((0,3)2/6 + (0,002)2/3) [$8776$] 0,003960352 (кг [$149$] м2);
K = 0,003960352 [$149$] (5п)2/2 [$8776$] 0,4885888 (Дж);
б) для второго случая
J = 0,264 [$149$] ((0,3)2/6 + (0,002)2/12) [$8776$] 0,003960088 (кг [$149$] м2);
K = 0,003960088 [$149$] (5п)2/2 [$8776$] 0,4885563 (Дж).

Главной целью моих выкладок, выполненных с ненужной точностью, было доказательство того, что результат решения всё-таки зависит от положения оси вращения призмы. В нашем случае можно принять, конечно, K [$8776$] 0,49 Дж.

С уважением.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа