Консультация № 201663
12.11.2021, 20:40
0.00 руб.
0 8 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!

Обсуждение

давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
12.11.2021, 22:04
общий
Адресаты:
Из какого источника Вы взяли эту задачу?
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Посетитель
226425
1567
12.11.2021, 22:57
общий
Адресаты:
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
Об авторе:
С уважением
shvetski
давно
Посетитель
405239
95
13.11.2021, 08:21
общий
Адресаты:
Уважаемый эксперт Андрей Владимирович, по-моему, ответ на Ваш вопрос очевиден: в условии консультации я указал, откуда взята задача: earthz.ru.
давно
Посетитель
405239
95
13.11.2021, 08:29
общий
Адресаты:
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).
давно
Посетитель
226425
1567
13.11.2021, 22:28
общий
Адресаты:
В данной ситуации I закон Ньютона можно применить в следующем виде...
Для вращательного движения:
Если сумма [b]моментов[/b] 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.)
Удачи
Об авторе:
С уважением
shvetski
давно
Посетитель
405239
95
14.11.2021, 13:07
общий
Адресаты:
Спасибо большое за пояснения!
давно
Посетитель
226425
1567
14.11.2021, 22:48
общий
Адресаты:
Если вас устраивает мое решение, я его перенесу в ответ еонсультации.
Об авторе:
С уважением
shvetski
давно
Посетитель
226425
1567
15.11.2021, 00:03
общий
15.11.2021, 00:07
это ответ
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 [b]моментов[/b] 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.)
Удачи
5
Спасибо большое!
Об авторе:
С уважением
shvetski
Форма ответа