Я работаю над старой физической задачей AP, прежде чем показать ее своему классу. В задаче фигурирует шарнирный стержень длиной , масса . Он имеет угловую скорость непосредственно перед ударом по мячу (масса ) в самом нижнем положении. Как на этой картинке:
Стержень полностью останавливается после удара.
Чтобы определить скорость мяча, вы можете использовать закон сохранения углового момента:
Значит, это говорит о том, что 2/3 линейного импульса стержня переходит в линейный импульс мяча? Я понимаю, что угловой момент сохраняется просто отлично, но мне бы очень хотелось получить некоторое представление о том, что последнее уравнение может означать физически. Многие из моих студентов хотят использовать закон сохранения импульса вместо углового, поэтому я хочу объяснить им, почему они не могут (или могут?).
Спасибо!
Вы не можете использовать закон сохранения импульса, пока стержень зафиксирован. Это вызывает передачу импульса от стержня к точке фиксации, увеличивая нормальную силу, действующую на стержень. Пока , для системы стержень + шарик сохранения импульса нет, есть только сохранение углового момента относительно оси, проходящей через неподвижную точку стержня. Это связано с тем, что крутящий момент, создаваемый в стержне при возрастающей нормальной силе, равен нулю (пока расстояние до рассматриваемой оси равно нулю), поэтому обмен крутящим моментом (стержень-шар) является своего рода услугой за услугу, которая показано в ваших уравнениях.
пользователь184116
Дэвид З.
Кристофер Аллен
ФГСУЗ
Кристофер Аллен
ФГСУЗ