Giải bài 3 trang 21 – Bài 4 – SGK môn Vật lý lớp 12 nâng cao

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 ω . Động năng của hệ hai đĩa lúc sau so với lúc đầu.
    A. Tăng ba lần.                                    B. Giảm 4 lần.
    C. Tăng chín lần.                                 D. Giảm hai lần
Lời giải:
Chọn D.
    Áp dụng định luật bảo toàn momen động lượng ta có:
    l\(\omega_0\) = (l + l) ω = 2lω
    \(\Rightarrow \) \(\omega =\frac{1}{2}{{\omega }_{0}}\)    
    Động năng lúc đầu:
   \({{\text{W}}_{{{đ}_{0}}}}=\frac{1}{2}I\omega _{0}^{2} \)  
    Động năng lúc sau:
      \({{\text{W}}_{{{đ}}}}=\dfrac{1}{2}2I\omega^{2} =\dfrac{1}{2}.2I.{{(\dfrac{{{\omega }_{0}}}{2})}^{2}}=\dfrac{1}{4}I\omega _{0}^{2}=\dfrac{{{\text{W}}_{{{đ}_{0}}}}}{2} \)
    Vậy động năng giảm 2 lần.

GHI NHỚ:

Động năng của vật rắn quay quanh một trục cố định:

\({{\text{W}}_{đ}}=\dfrac{1}{2}I{{\omega }^{2}}\)

Với \(I\) là mô men quán tính của vật rắn đối với trục quay.

Mục lục Chương 1: Động lực học vật rắn theo chương Chương 1: Động lực học vật rắn - Giải bài tập SGK Vật lý 12 nâng cao