Сплошной цилиндр и шар, имеющие одинаковые массы и радиусы, вкатываются без проскальзывания с одинаковыми скоростями на горку. Если трением и сопротивлением воздуха можно пренебречь, то отношение высот
, на которые смогут подняться эти тела, равно …
Решение:
В рассматриваемой системе «тело – Земля» действуют только консервативные силы, поэтому в ней выполняется закон сохранения механической энергии, согласно которому
, или
, где J – момент инерции тела относительно оси, проходящей через центр масс,
– угловая скорость вращения вокруг этой оси, h – высота, на которую сможет подняться тело. Отсюда с учетом того, что
, получаем:
. Моменты инерции сплошного цилиндра и шара равны соответственно
и
. Тогда искомое отношение высот
.