Vlad.s21 326 wyśw. 17-05-2023 15:45

Energia kinetyczna bryły sztywnej



Witam, zastanawiam się jak rozwiązać przykładowe zadanie, które przyszło mi do głowy. Mianowicie to, odległość środka masy bryły sztywnej od podłogi jest równa h i mamy obliczyć jaką prędkość dana bryła uzyska po przewróceniu się.

Wiem na pewno, że najlepiej się to liczy z zasady zachowania energii, ale w tym jest właśnie problem, bo nie wiem czy używamy tu energii kinetycznej ruchu postępowego czy energii kinetycznej ruchu obrotowego. Czy mógłby mi ktoś wyjaśnić jak rozróżnić kiedy w zadaniach z bryłą sztywną używamy energii kinetycznej "zwykłej" (mv^2/2) lub obrotowej, lub dwie na raz? Z góry dziękuję za odpowiedź :)


Fizyka energia Dodaj post do ulubionych Poproś o pomoc
s.gugula 17-05-2023 23:08

W tej sytuacji wystarczy użycie energii kinetycznej ruchu obrotowego. Czyli widzimy, że pręt obraca się względem jego punktu styku z podłogą (niech to będzie jakiś punkt A). I teraz możemy zapisać, że mgh = Iw^2/2. Trzeba by jeszcze oczywiście wiedzieć jaki jest moment bezwładności pręta (czy czymkolwiek jest ta bryła sztywna) względem punktu A. No i z tego wyliczamy w (omega) i mamy końcową wartość prędkości kątowej naszej bryły. Jeśli teraz chcemy obliczyć prędkość liniową punktu S, to trzeba skorzystać z faktu, że v = w*r, czyli dla punktu S byłoby to v = w*h.

A jak to wygląda w ogólnej sytuacji? Jeśli mamy jakiś ruch obrotowy bryły sztywnej i widzimy, że da się go rozpatrzyć jako wyłącznie ruch obrotowy względem jakiegoś punktu (tak jak tutaj względem punktu A), to wystarczy nam energia kinetyczna ruchu obrotowego. Jeśli nie da się tego jednak tak zrobić, tylko widać, że trzeba jednak jeszcze uwzględnić ruch postępowy, to wtedy mamy te dwie energie naraz (np. staczająca się bryła sztywna z równi pochyłej, spadająca swobodnie i jednocześnie obracająca się bryła sztywna itp.). No a samą energię kinetyczna ruchu postępowego stosujemy gdy nie mamy bryły sztywnej ;)


Vlad.s21 18-05-2023 11:08

Teraz wszystko rozumiem, dziękuję bardzo :)