Лидеры рейтинга

ID: 259041

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

1058

Россия, пос. Теплоозёрск, ЕАО


ID: 226425

Konstantin Shvetski

Модератор

314

Россия, Северодвинск


ID: 401284

Михаил Александров

Советник

278

Россия, Санкт-Петербург


ID: 137394

Megaloman

Мастер-Эксперт

177

Беларусь, Гомель


ID: 400669

epimkin

Профессионал

105


ID: 404002

sglisitsyn

6-й класс

42


ID: 242862

Hunter7007

Мастер-Эксперт

31

Россия, Омск


8.10.3

30.10.2021

JS: 2.10.3
CSS: 4.6.0
jQuery: 3.6.0
DataForLocalStorage: 2021-12-04 22:46:17-standard


Консультации и решение задач по физике.

Администратор раздела: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)

Консультация онлайн # 201663

Раздел:  Физика
Автор вопроса: al4293189 (1-й класс)
Дата: 12.11.2021, 20:40 Консультация закрыта
Поступило ответов: 1

Здравствуйте! У меня возникли сложности с доказательством следующего "факта":
Я пытался самостоятельно решить задачу, и я получил ответ, который не является правильным. В интернете мне удалось найти эту задачу, и решение можно прочитать по ссылке. Для удобства дублирую условие и здесь:
В беличье колесо посадили белочку массой и положили шляпку гриба массой . Белочка бежит так, что колесо равномерно вращается вокруг своей оси. При этом положение белочки и шляпки не меняется относительно центра колеса (см. рис.). Коэффициент трения скольжения между лапами белки и колесом , коэффициент трения скольжения шляпки о колесо . Найдите какие углы и могут характеризовать положения белочки и шляпки гриба. Трением в оси колеса пренебречь.
Так вот, я получил ответы для углов и , что является верным только для угла . В решении автора мне всё понятно, кроме фразы:

Так как колесо крутится равномерно, обе раскручивающие его силы скомпенсированы, т.е. Fтр=Fтр?.

Как следует из того что колесо вращается равномерно то, что силы раскручивающие его равны? Стоило бы авторам этого решения пояснить этот момент, чтобы у непрофессиональных читателей не возникало проблем. В идеале, хотелось бы получить строгое доказательство данного "факта". Заранее спасибо!

Ответ # 281752 от Konstantin Shvetski
Дано:
(см.рис.) - белка и шляпка гриба в колесе, колесо вращается равномерно.
Доказать: F=F'
Док-во:
В основу доказательства положим I закон Ньютона для вращательного движения:
Если сумма моментов всех сил равна нулю, то тело вращается с постоянной скоростью (равномерно) (либо покоится) (*)
На наше колесо действуют в противоположных направлениях два момента сил:
М=F*R
и
M'=F'*R, где R - радиус колеса (см.рис.)

(Моменты сил N и N' относительно центра вращения равны нулю)
Будем считать момент M' положительным, а момент M - отрицательным.
Согласно I закону Ньютона для вращательного движения (выражение (*))
M'-M=0
Следовательно,
M=M'
Следовательно,
F*R=F'*R
Радиус колеса - величина постоянная.
Отсюда
F=F'
(ч.т.д.)
smile Удачи

Последнее редактирование 15.11.2021, 00:07 Konstantin Shvetski (Модератор)


Konstantin Shvetski

Модератор
15.11.2021, 00:03
5


Спасибо большое!

Мини-форум консультации # 201663

q_id

Гордиенко Андрей Владимирович

Мастер-Эксперт

ID: 17387

1

= общий =    12.11.2021, 22:04
al4293189:

Из какого источника Вы взяли эту задачу?

=====
Facta loquuntur.

q_id

Konstantin Shvetski

Модератор

ID: 226425

2

= общий =    12.11.2021, 22:57
al4293189:

Автор, попробуйте набрать в поисковике "Первый закон Ньютона". Или, если вы учитесь, - в любом классическом учебнике физики, в разделе "Динамика" одна из первых тем будет именно эта. У вас велики шансы там найти ответ на ваш вопрос.
Удачи smile

=====
С уважением, shvetski

q_id

al4293189

1-й класс

ID: 405239

3

= общий =    13.11.2021, 08:21
Гордиенко Андрей Владимирович:

Уважаемый эксперт Андрей Владимирович, по-моему, ответ на Ваш вопрос очевиден: в условии консультации я указал, откуда взята задача: earthz.ru.

q_id

al4293189

1-й класс

ID: 405239

4

= общий =    13.11.2021, 08:29
Konstantin Shvetski:

Первый закон Ньютона:

Существуют такие системы отсчёта, называемые инерциальными, относительно которых материальные точки, когда на них не действуют никакие силы (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или равномерного прямолинейного движения.


Источник: wikipedia
Не ясно, как использовать этот закон в данной задаче. Силы действующие на колесо Fтр и Fтр` друг друга не компенсируют, и колесо не движется равномерно и прямолинейно, а вращается (тоже равномерно).

q_id

Konstantin Shvetski

Модератор

ID: 226425

5

= общий =    13.11.2021, 22:28
al4293189:

В данной ситуации I закон Ньютона можно применить в следующем виде...
Для вращательного движения:
Если сумма моментов всех сил равна нулю, то тело вращается с постоянной скоростью (равномерно) (*)
На наше колесо действуют в противоположных направлениях два момента сил:
М=F*R
и
M'=F'*R, где R - радиус колеса (см.рис.)

Будем считать момент M' положительным, а момент M - отрицательным.
Согласно I закону Ньютона для вращательного движения (выражение (*))
M'-M=0
Следовательно,
M=M'
Следовательно,
F*R=F'*R
Радиус колеса - величина постоянная.
Отсюда
F=F'
(ч.т.д.)
smile Удачи

=====
С уважением, shvetski

q_id

al4293189

1-й класс

ID: 405239

6

= общий =    14.11.2021, 13:07
Konstantin Shvetski:

Спасибо большое за пояснения!

q_id

Konstantin Shvetski

Модератор

ID: 226425

7

= общий =    14.11.2021, 22:48
al4293189:

Если вас устраивает мое решение, я его перенесу в ответ еонсультации.

=====
С уважением, shvetski

Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.

Лучшие эксперты раздела

Алексеев Владимир Николаевич

Мастер-Эксперт

Рейтинг: 1058

Konstantin Shvetski

Модератор

Рейтинг: 314

Михаил Александров

Советник

Рейтинг: 278

Коцюрбенко Алексей Владимирович

Старший модератор

Рейтинг: 197

epimkin

Профессионал

Рейтинг: 105

Gluck

9-й класс

Рейтинг: 42