Решение

Республиканская олимпиада 1996 11 класс № 2

При повороте диска на малый угол вокруг собственной оси он приподнимается на высоту

Потенциальная энергия при этом увеличивается на

При вращении диска с угловой скоростью , его кинетическая энергия равна

где — постоянный коэффициент (момент инерции), зависящий от распределения масс. Закон сохранения энергии при вращательных колебаниях записывается в виде

Проводя аналогию с колебаниями груза на пружине

можно выразить период колебаний диска

Если на диск положить груз, как сказано в условии задачи, то выражение для кинетической энергии (момент инерции ) не измениться, так как скорость груза, находящегося на оси вращения, равна нулю. Масса же системы увеличиться в два раза, следовательно, согласно (3), период колебаний уменьшится в раз.