Днажды летним солнечным утром мальчик решил измерить длину тени от своего дома. Длина тени оказалась равна 7,2 м. Мальчик знает, что высота дома составляет 5,1м. Чему будет равна длина тени мальчика, если его рост равен 145см?

ответ (округли до целого числа)

1. Импульс момента силы, Mdt, действующий на вращательное тело, равен изменению его момента импульса dL:
                                                           Mdt = d(Jω)  или  Mdt = dL
Где:  Mdt – импульс момента силы (произведение момента силы М на промежуток времени dt)
Jdω = d(Jω) – изменение момента импульса тела,
Jω = L - момент импульса тела есть произведение момента инерции J на угловую скоростьω  ω, а d(Jω) есть dL.

2.  Кинематические характеристики   Вращение твердого тела, как целого характеризуется углом  φ, измеряющегося в угловых градусах или радианах, угловой скоростью  
                                       ω = dφ/dt  (измеряется в рад/с)
и угловым ускорением     
                                       ε = d²φ/dt²   (измеряется в рад/с²).  
При равномерном вращении (T оборотов в секунду),   Частота вращения — число оборотов тела в единицу времени:
                                                     f = 1/T = ω/2    
Период вращения — время одного полного оборота. Период вращения T и его частота f связаны соотношением    
                                                     T = 1/f
                                            
   Линейная скорость точки, находящейся на расстоянии R от оси вращения                                                       

Угловая скорость вращения тела
                                                    ω = f/Dt = 2/T          
                                                    
      Динамические характеристики   Свойства твердого тела при его вращении описываются моментом инерции твёрдого тела. Эта характеристика входит в дифференциальные уравнения, полученные из уравнений Гамильтона или Лагранжа. Кинетическую энергии вращения можно записать в виде:     
                                       E=
                                      
       В этой формуле момент инерции играет роль массы, а угловая скорость роль обычной скорости. Момент инерции выражает геометрическое распределение массы в теле и может быть найден из формулы:                       
                                           

        Момент инерции механической системы относительно неподвижной оси a («осевой момент инерции») — физическая величина Ja, равная сумме произведений масс всех n материальных точек системы на квадраты их расстояний до оси:
                                =∑

     где: mi — масса i-й точки, ri — расстояние от i-й точки до оси.   Осевой момент инерции тела Ja является мерой инертности тела во вращательном движении вокруг оси a подобно тому, как масса тела является мерой его инертности в поступательном движении.

3.  Маятник представляет собой замкнутую систему.
Если маятник находится в крайней точке, его потенциальная энергия максимальна, а кинетическая равна нулю.
Как только маятник начинает двигаться, егопотенциальная энергия уменьшается, а кинетическая - увеличивается.
В нижней точке кинетическая энергия максимальна, а потенциальная - минимальна. После этого начинается обратный процесс. Накопленная кинетическая энергия двигает маятник вверх и увеличивает, тем самым потенциальную энергию маятника. Кинетическая энергия уменьшается, пока маятник снова не остановится уже в другой крайней точке.
Можно сказать, что в процессе движения маятника происходит переход потенциальной энергии в кинетическую и наоборот.

Сумма кинетической и потенциальной энергии тел, составляющих замкнутую систему и взаимодействующих между собой силами тяготения и силами упругости, остается постоянной.
     Или так: Полная механическая энергия замкнутой системы тел, взаимодействующих силами тяготения и силами упругости, остается неизменной.
(Сумма кинетической и потенциальной энергии тел называется полной механической энергией)
 

Пусть v - искомая скорость пули, m - её масса. Кинетическая энергия пули E=m*v²/2 Дж. По условию, при ударе пули о перегородку выделяется количество теплоты Q=0,488*E=0,244*m*v² Дж. Для того, чтобы расплавить пулю, её надо сначала нагреть до температуры плавления. Для этого требуется количество теплоты Q1=120*m*(603-303)=36000*m Дж. Затем пуля начинает плавиться, на её расплавление необходимо количество теплоты Q2=25000*m Дж. Таким образом, для расплавления пуля должна иметь минимальную скорость, определяемую условием Q=Q1+Q2. Отсюда следует уравнение 0,244*m*v²=36000*m+25000*m, или 0,244*v²=61000. Отсюда v²=61000/0,244=250000 м²/с² и v=√250000=500 м/с. ответ: при скорости 500 м/с.