На цилиндр массой m = 300 г и радиусом R = 20 см намотан шнур, к концу которого привязан груз массой M° = 0,5 кг. Груз опустится на пол через t = 0,5 с. На какой высоте h над полом в начальный момент времени находился груз? Решение: Момент инерции цилиндра: J = 0,5*mR^2. а — вертикальное ускорение груза М°. Сила F натяжения нити грузом, опускающимся с ускорением а: F = М°*(g – a). Крутящий момент этой силы (для цилиндра): М = F*R = М°*(g – a)*R. Угловое ускорение цилиндра: ε = M/J = F*R/(0,5*mR^2) = 2M°*(g – a)/(mR) Линейное (равное а) внешних точек цилиндра: а° = εR = 2M°*(g – a)/m. (*) Но а° = а, значит: а = 2M°*(g – a)/m, ma = 2M°g – 2M°a ==> a = 2M°g/(m+2M°) = 2*0.5*9.8/(0.300 + 2*0.5) = 7.538 = 7,54 м/с^2. Зная ускорение а груза, определим путь, пройденный за время t: h = 0.5*at^2 = 0.5*7.54*0.5^2 = 0.9425 = 0,94 м = 94 см. Ответ: h = 94 см.