Câu 3 trang 21 SGK Vật Lý 12 Nâng cao

Hai đĩa tròn có cùng momen quán tính đối với cùng trục quay đi qua tâm của các đĩa

Đề bài

Hai đĩa tròn có cùng momen quán tính đối với cùng trục quay đi qua tâm của các đĩa (Hình 4.3). Lúc đầu, đĩa 2 (ở phía trên) đang đứng yên, đĩa 1 quay với tốc độ góc \({\omega _0}\). Ma sát ở trục quay nhỏ không đáng kể. Sau đó, cho hai đĩa dính vào nhau, hệ quay với tốc độ góc \({\omega }\). Động năng của hệ hai đĩa lúc sau so với lúc đầu

A. Tăng ba lần. B. Giảm bốn lần.

C. Tăng chín lần. D. Giảm hai lần.

Lời giải chi tiết

Theo định luật bảo toàn momen động lượng \({I_1}{\omega _1} = {I_2}{\omega _2}\) (*)

* Lúc đầu đĩa 1 quay với tốc độ góc \({\omega _1} = \omega \), momen quán tính \(I_1= I\), đĩa 2 đứng yên

\( \Rightarrow \) Động năng của lúc đầu :\({W_{{_1}}} = {1 \over 2}{I_1}\omega _1^2 = {1 \over 2}I{\omega ^2}.\)

* Lúc sau hai đĩa dính vào nhau, momen quán tính của hệ 2 đĩa là \(I_2= 2I_1= 2I\) (Vì giả thiết 2 đĩa có cùng momen quán tính).

Từ phương trình (*) suy ra \({\omega _2} = {\omega \over 2}.\)

Động năng của hệ lúc sau :

\({W_{{_2}}} = {1 \over 2}{I_2}\omega _2^2 = {1 \over 2}.2I.{\left( {{\omega \over 2}} \right)^2} \\= {1 \over 4}I{\omega ^2} = {{{W_{{_1}}}} \over 2}\)

Chọn đáp án D.

Loigiaihay.com

Bình luận

Chia sẻ

Bình chọn:

3.3 trên 3 phiếu

Bài tiếp theo

Câu 4 trang 21 SGK Vật Lý 12 Nâng cao
Hai vật A và B có cùng động năng quay với tốc độ góc
Câu 5 trang 21 SGK Vật Lý 12 Nâng cao
Một đĩa tròn đồng chất có bán kính R = 0,5m
Câu 6 trang 21 SGK Vật Lý 12 Nâng cao
Một ròng rọc có momen quán tính với trục quay cố định là
Câu 7 trang 21 SGK Vật Lý 12 Nâng cao
Một bánh đà quay nhanh dần đều từ trạng thái nghỉ
Câu 2 trang 21 SGK Vật Lý 12 Nâng cao
Một đĩa tròn có momen quán tính I
Câu 1 trang 21 SGK Vật Lý 12 Nâng cao
Một bánh đà có momen quán tính đối với trục quay cố định