Задачи › Качение без проскальзывания

Ускорения точек катящегося колеса

  1. Ускорения точек катящегося колеса

    МОШ 2017/18, 11 кл.
    6/10

    Колесо катится без проскальзывания по горизонтальной плоскости. Ускорение центра колеса равно \(a_0\). Найдите значения ускорений точек \(A\) и \(B\) колеса в момент времени, когда ускорение точки \(C\) становится равным по модулю \(a_0\).

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Перейдите в систему отсчёта, поступательно движущуюся вместе с центром колеса: в ней все точки обода движутся по окружности. Не забудьте добавить ускорение этой системы.

    Ответ

    \(a_A = a_B = \sqrt{5}\,a_0\).

    Решение

    В поступательно движущейся системе отсчёта, скорость которой совпадает со скоростью центра колеса, все точки движутся по окружностям. В отсутствие проскальзывания тангенциальное ускорение точек обода равно ускорению центра колеса относительно земли. Нормальное ускорение точек обода для указанного в условии момента времени также равно по величине \(a_0\). Следовательно, ускорение точки \(A\) в исходной системе отсчёта в рассматриваемый момент равно векторной сумме направленного вертикально вниз нормального ускорения \(a_0\) и горизонтального ускорения \(2a_0\) и составляет по величине \[a_A = \sqrt{a_0^2 + (2a_0)^2} = \sqrt{5}\,a_0 .\] Ускорение точки \(B\) в исходной системе отсчёта в рассматриваемый момент равно векторной сумме направленного вертикально вверх ускорения \(a_0\) и горизонтального ускорения \(2a_0\) и составляет по величине \(\sqrt{5}\,a_0\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи