题目
一个半径为R的水平圆盘恒以角速度ε作匀速转动,一质量为m的人要从圆盘边缘走到圆盘中心处,圆盘对他所做的功为_____________.
一个半径为R的水平圆盘恒以角速度作匀速转动,一质量为m的人要从圆盘边缘走到圆盘中心处,圆盘对他所做的功为_____________.
题目解答
答案
当人在圆盘边缘时他的动能为
当人走到中心是线速度为0,则动能为0,圆盘做的功为中心动能减去边缘动能,即
答:人从圆盘边缘走到圆盘中心处,圆盘对他所做的功为.
解析
步骤 1:确定人在圆盘边缘的动能
人在圆盘边缘时,其线速度为$v = \omega R$,因此动能为$E_{k1} = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}m(\omega R)^2$。
步骤 2:确定人在圆盘中心的动能
当人走到圆盘中心时,其线速度为0,因此动能为$E_{k2} = 0$。
步骤 3:计算圆盘对人所做的功
圆盘对人所做的功等于人动能的变化量,即$W = E_{k2} - E_{k1} = 0 - \frac{1}{2}m(\omega R)^2$。
人在圆盘边缘时,其线速度为$v = \omega R$,因此动能为$E_{k1} = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}m(\omega R)^2$。
步骤 2:确定人在圆盘中心的动能
当人走到圆盘中心时,其线速度为0,因此动能为$E_{k2} = 0$。
步骤 3:计算圆盘对人所做的功
圆盘对人所做的功等于人动能的变化量,即$W = E_{k2} - E_{k1} = 0 - \frac{1}{2}m(\omega R)^2$。