ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Закон сохранения момента импульса и закон сохранения энергии из "Физические основы механики " Го — начальная длина нити). Будем изменять момент инерции вращающегося шарика, медленно втягивая или отпуская нить. При этом момент импульса относительно оси вращения не будет изменяться, так как сила натяжения нити проходит через ось моментов. Так как /йг-= onst, то при увеличении радиуса вращения (возрастании I) кинетическая энергия шарика Iafl/2 будет уменьшаться. Для того чтобы удерживать конец нити, мы должны к ней приложить внешнюю силу, сообщающую шарику центростремительное ускорение ojV, т. е. силу F = тьз г. Если шарик удаляется от оси, то точка приложения силы F перемещается в направлении, противоположном направлению силы. Сила F совершает отрицательную работу. Эта отрицательная работа внешней силы и уменьшает кинетическую энергию шарика (за счет кинетической энергии шарика совершается работа против силы F). [c.309] Наоборот, если нить втягивать, то кинетическая энергия шарика будет увеличиваться (так как / уменьшается). Но при этом внешняя сила F совершает положительную работу, так как точка приложения силы F перемещается в направлении силы. Эта работа идет на увеличение кинетической энергии шарика. [c.309] Изменение кинетической энергии шарика связано с изменением его линейной скорости v (так как, в конечном счете, кинетическая энергия шарика есть mv 12). Причиной изменения линейной скорости шарика является сила, действующая со стороны нити. При изменении радиуса вращения (длины нити) шарик движется по некоторой спирали, и поэтому направление нити не перпендикулярно к скорости шарика. Появляется тангенциальная составляющая ускорения, изменяющая абсолютную величину скорости. При раскручивающейся спирали нормаль к спирали оказы-вастст впереди радиуса-вектора (рис. 145). Составляющая натяжения нити F/, а значит, и тангенциальное ускорение будут направлены в сторону, противоположную скорости, и скорость V будет уменьшаться. При скручивающейся спирали, наоборот, нормаль к спирали оказывается позади радиуса-вектора, тангенциальное ускорение направлено в сторону скорости и будет ее увеличивать. [c.309] В первом из опытов, описанных в 70, когда грузы движутся от центра, кинетическая энергия грузов действительно уменьшается. Во втором из этих опытов, когда грузы движутся к центру под действием пружины, кинетическая энергия системы в конце оказывается больше, чем вначале. Это объясняется тем, что силы, действующие со стороны пружины, совершают положительную работу и увеличивают кинетическую энергию системы. Однако и в этом случае возникают колебания, при которых рассеивается часть энергии, и поэтому кн штнческая энергия системы в конце оказывается меньше, чем сумма начальной кинетической энергии системы и потенциальной энергии растянутой пружины. [c.310] Вернуться к основной статье