Для решения этой задачи, мы можем использовать закон сохранения момента импульса. Когда человек начинает прижимать руки к туловищу, его момент инерции уменьшается. Мы можем записать закон сохранения момента импульса в следующей форме:
I1 * ω1 = I2 * ω2
где:
I1 - начальный момент инерции человека и скамьи,
ω1 - начальная угловая скорость платформы,
I2 - конечный момент инерции человека и скамьи (после прижатия рук),
ω2 - конечная угловая скорость платформы.
Сначала найдем начальный момент инерции I1. Он состоит из момента инерции туловища человека (J0), рук в горизонтальном положении (2 * J1, так как две руки), и момента инерции скамьи (JЖ). Таким образом, I1 = J0 + 2 * J1 + JЖ.
I1 = 0.85 кг·м² + 2 * 0.79 кг·м² + 0.15 кг·м² = 2.28 кг·м²
Теперь, когда человек прижимает руки к туловищу, его момент инерции уменьшается до I2. Он состоит из момента инерции туловища (J0), рук в вертикальном положении (2 * J2), и момента инерции скамьи (JЖ). Таким образом, I2 = J0 + 2 * J2 + JЖ.
I2 = 0.85 кг·м² + 2 * 0.3 кг·м² + 0.15 кг·м² = 1.25 кг·м²
Теперь мы можем использовать закон сохранения момента импульса, чтобы найти конечную угловую скорость платформы ω2:
I1 * ω1 = I2 * ω2
(2.28 кг·м²) * (2π * 60 об/мин) = (1.25 кг·м²) * ω2
Переведем начальную угловую скорость ω1 из оборотов в радианы в секунду:
ω1 = 2π * 60 об/мин = 2π * 60 / 60 с⁻¹ = 2π рад/с
Теперь можем решить уравнение:
(2.28 кг·м²) * (2π рад/с) = (1.25 кг·м²) * ω2
2.28 * 2π = 1.25 * ω2
ω2 = (2.28 * 2π) / 1.25
ω2 ≈ 7.24 рад/с
Итак, после прижатия рук к туловищу, платформа будет вращаться с частотой около 7.24 рад/с.