Консультация № 196106
12.08.2019, 22:26
0.00 руб.
1 3 1
Здравствуйте, уважаемые эксперты! Прошу вас ответить на следующий вопрос:
Катушка с намотанной на неё нитью лежит на горизонтальной поверхности стола и катится по ней без скольжения под действием нити (см. рис.). С какой скоростью V будет перемещаться ось катушки, если конец нити тянуть в горизонтальном направлении со скоростью u? Радиус внутренней части катушки r, внешней – R. Каковы будут скорость VA и ускорение aA точки А?

Прикрепленные файлы:
bb5ef8701879fecd5ea152816a4b2f568ec8bf3e.jpg

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
14.08.2019, 13:43
общий
это ответ
Здравствуйте, dar777!

Забавно:
Цитата: dar777
Катушка с намотанной на неё нитью лежит на горизонтальной поверхности стола и катится по ней...

(выделено полужирным шрифтом мной).

Цитата: dar777
С какой скоростью V будет перемещаться ось катушки, если конец нити тянуть в горизонтальном направлении со скоростью u?


Движение катушки по горизонтальной поверхности стола можно рассматривать в каждый момент времени как вращение с некоторой угловой скоростью вокруг оси (мгновенной оси вращения), проходящей через точку контакта катушки со столом перпендикулярно плоскости рисунка в прикреплённом файле. Рассматривая качение катушки как непрерывный ряд мгновенных вращений вокруг линии опоры, можно для каждого момента времени составить уравнения, связывающие линейную скорость любой точки катушки с угловой скоростью вращения вокруг мгновенной оси, если известен радиус поворота этой точки. Эти уравнения для точек и таковы:

При этом линейные скорости указанных точек имеют относительно мгновенной оси вращения, проходящей через точку одинаковые направления [1, с. 24]. Значит,



Цитата: dar777
Каковы будут скорость VA и ускорение aA точки А?

Аналогичные рассуждения дают для модуля скорости точки величину

Направление этой скорости совпадает с направлением скорости точки

Я предполагаю, что с изложенной выше частью решения задачи может справиться ученик школы, изучивший механику в рамках элементарного курса физики. Чтобы определить направление и модуль ускорения точки требуются сведения излагаемые в курсах общей физики или теоретической механики для вузов. Воспользуемся теоремой 1 [2, с. 31]: "Всякое перемещение плоской фигуры в её плоскости можно осуществить путём поступательного перемещения фигуры вместе с произвольно выбранной точкой и вращательного перемещения фигуры с этой точкой". В Вашем случае фигурой является окружность радиуса на которой расположена точка за произвольно выбранную точку примем центр указанной окружности -- точку Поскольку окружность катится по горизонтальной прямой без скольжения, постольку окружная скорость точки во вращательном движении относительно точки равна скорости точки которая постоянна, то есть

тангенциальное ускорение точки равно нулю, а полное ускорение равно нормальному ускорению, имеет модуль

и направлено от точки к точке

Литература
1. Балаш В. А. Задачи по физике и методы их решения. -- М.: Просвещение, 1967. -- 415 с.
2. Акимов В. А. и др. Теоретическая механика. Кинематика. Практикум. -- Минск: Новое знание, 2011. -- 635 с.
Прикрепленные файлы:
a0329c24119bd1cab780e45ba47594229e3c2683.png
5
Это самое лучшее решение!
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
401938
329
14.08.2019, 17:45
общий
Жду решений задач про бурильные установки и по механике)
Об авторе:
Лучшая увеличительная линза - ноги.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
14.08.2019, 17:53
общий
Адресаты:
Цитата: dar777
Жду решений задач про бурильные установки и по механике)

Уважаемый Антон! Я же сообщил Вам. что в отношении задач про бурильные установки это бессмысленно. Вам нужно обратиться к специалистам по бурильному делу. А с задачами по механике как-нибудь, в меру своих возможностей, разберёмся. Не нужно только закидывать портал своими задачами. Решаю-то я их один, по большей части, иногда Владимир Николаевич присоединяется...

Сообщите, пожалуйста, Вы действительно зарабатываете деньги на полученных от экспертов портала решениях задач?
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа