Здравствуйте, Терентьева Елена Михайловна.
1)
Рассмотрим 4 силы, действующие на тело
1) сила тяжести. F
g=m*g, направлена вниз
раскладываем на параллельную и перпендикулярную поверхности составляющие
F
gx=F
g*cosα=m*g*cosα
F
gy=F
g*sinα=m*g*sinα
2) в неинерциальной системе отсчёта имеют место силы инерции
в данном случае это центробежная сила F
c=m*r*ω
2=m*h*tgα*ω
2раскладываем на параллельную и перпендикулярную поверхности составляющие
F
cx=F
c*sinα=m*h*tgα*ω
2*sinα
F
cy=F
c*cosα=m*h*tgα*ω
2*cosα=m*h*ω
2*sinα
3) сила реакции опоры - компенсирует перпендикулярные поверхности составляющие остальных сил
F
N=F
gy+F
cy=m*g*sinα+m*h*ω
2*sinα=m*sinα*(g+h*ω
2)
4) сила трения покоя - направлена параллельно поверхности и компенсирует параллельные поверхности составляющие остальных сил, но не может превышать μ*F
N (если равнодействующая остальных сил превысит данную величину, начнётся скольжение)
В рассматриваемом случае (минимальная скорость вращения)
F
T=F
gx-F
cx[$8804$]μ*F
Nm*g*cosα-m*h*tgα*ω
2*sinα[$8804$]μ*m*sinα*(g+h*ω
2)
m*cosα*(g-h*tg
2α*ω
2)[$8804$]m*cosα*μ*tgα*(g+h*ω
2)
g-h*tg
2α*ω
2 [$8804$] μ*tgα*g+μ*tgα*h*ω
2g-μ*tgα*g[$8804$]μ*tgα*h*ω
2+h*tg
2α*ω
2 g(1-μ*tgα)[$8804$]tgα*h*ω
2*(μ+tgα)
ω
2[$8805$]g(1-μ*tgα)/(tgα*h*(μ+tgα))
ω[$8805$][$8730$](g(1-μ*tgα)/(tgα*h*(μ+tgα)))
2) момент инерции диска J
2=m
2*R
2/2
момент инерции человека J
1=m
1*R
2согласно закону сохранения момента вращения (при условии, что изначально система неподвижна)
J
1[$969$]
1=J
2[$969$]
2m
1[$969$]
1=m
2[$969$]
2/2
[$969$]
1/[$969$]
2=m
2/2m
1(Разумеется, по модулю. Направления вращения противоположны)
Не трудно доказать, что отношение углов поворота равно отношению угловых скоростей
[$966$]
1/[$966$]
2=[$969$]
1/[$969$]
2=m
2/2m
1[$966$]
1=[$966$]
2*m
2/2m
1При этом известно, что [$966$]
1+[$966$]
2=[$966$]
[$966$]
2*m
2/2m
1+[$966$]
2=[$966$]
[$966$]
2*(1+m
2/2m
1)=[$966$]
[$966$]
2=[$966$]/(1+m
2/2m
1)