На концах тонкого стержня длиной 60 см закреплены грузы массами 1 кг и 3 кг. Стержень подвешен на нити и расположен горизонтально. Найдите

ответ к заданию по физике
 

В данной задаче нам нужно найти расстояние от точки подвеса стержня до его тяжелых концов. Для решения задачи воспользуемся принципом сохранения момента импульса.

Момент импульса (момент количества движения) тела определяется по формуле:
L = r * p,
где L - момент импульса, r - радиус-вектор от точки подвеса до тела, p - импульс тела.

На конце стержня с грузом массой 1 кг импульс равен p1 = m1 * v1, где m1 - масса первого груза, v1 - его скорость. Поскольку у нас нет информации о скорости груза, предположим, что он покоится. Тогда его импульс равен нулю.

На конце стержня с грузом массой 3 кг импульс равен p2 = m2 * v2, где m2 - масса второго груза, v2 - его скорость. Аналогично предположим, что второй груз также покоится, поэтому его импульс также равен нулю.

Так как итоговый момент импульса стержня должен быть равен нулю (поскольку нет внешних моментов, действующих на систему), можем записать следующее соотношение:
L = r1 * p1 + r2 * p2 = 0,
где r1 и r2 - радиус-векторы от точки подвеса до грузов.

Так как грузы находятся на концах стержня, то радиус-вектор r1 равен половине длины стержня, а радиус-вектор r2 равен его полной длине.

Используя значение длины стержня, получим:
L = (0.5 * L1) * p1 + (L2 * p2) = 0,
где L1 и L2 - длины стержня до первого и второго грузов соответственно.

Теперь подставим значения масс грузов и их скоростей в данное уравнение:
0 = (0.5 * 60) * 0 + (60 * 3) * 0,
0 = 1800.

Получаем, что уравнение не имеет решения. Возникает противоречие, так как предположение о покое грузов на концах стержня оказывается неверным. Поэтому, чтобы соблюсти условие равновесия момента импульса, необходимо, чтобы грузы вращались с некоторой угловой скоростью.