Задачи › Качение без проскальзывания

Цилиндр на движущейся поверхности

  1. Цилиндр на движущейся поверхности

    Яан Калда, №26
    6/10

    Вокруг цилиндра намотана нить, другой конец которой закреплён на стене. Цилиндр лежит на горизонтальной поверхности, которую тянут с горизонтальной скоростью \(v\) (перпендикулярно оси цилиндра). Найдите скорость оси цилиндра как функцию \(\alpha\) — угла, который нить составляет с вертикалью. Цилиндр катится по поверхности без проскальзывания.

    Рисунок 27

    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Решение

    \

    Рисунок 30

    Из связей, наложенных нитью, можно определить, что \[\omega R = v_{\text{цм}}\sin\alpha.\] Из условия отсутствия проскальзывания имеем \[v_{\text{цм}} = v_0-\omega R\ \Rightarrow\ \boxed{v_{\text{цм}} = \frac{v_0}{1+\sin\alpha}}.\]

    Решение 2. Перейдём в систему, движущуюся влево со скоростью \(v\): \[\sin\alpha = \frac{v_0\,dt}{(v-v_0)\,dt} = \frac{v_0}{v-v_0},\qquad v_0 = \frac{v\sin\alpha}{1+\sin\alpha}.\] Возвращаясь в систему отсчёта стены, получаем \[\boxed{v_0 = v-\frac{v\sin\alpha}{1+\sin\alpha} = \frac v{1+\sin\alpha}}.\]

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи