质量为m、长为l的棒可绕通过棒中心且与棒垂直的竖直光滑固定轴O在水平面内自由转动转动惯量 开始时棒静止现有一子弹质量也是m在水平面内以速度 垂直射入棒端并嵌在其中则子弹嵌入后棒的角速度ω为
设子弹射入前棒的质心速度为$v_0$,子弹射入后棒的质心速度为$v$,则由动量守恒可得:
$$mv_0 = (m+M)v$$
解得:
$$v = \frac{m}{m+M}v_0$$
由能量守恒可得:
$$\frac{1}{2}mv_0^2 = \frac{1}{2}Ml^2\omega^2 + \frac{1}{2}(m+M)v^2$$
代入$v$的表达式,整理可得:
$$\omega = \frac{v_0}{l}\sqrt{\frac{2m}{m+2M}}$$
答案为 $\omega = \frac{v_0}{l}\sqrt{\frac{2m}{m+2M}}$。
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