Задачи › Малые колебания, период через энергию

Колебания шариков на стержне и цилиндре

  1. Колебания шариков на стержне и цилиндре

    МОШ 2016/17, 11 кл.
    7/10

    Два маленьких шарика массами \(m_1\) и \(m_2\) закреплены на концах тонкого жесткого очень легкого стержня длиной \(L\). Этот стержень покоится на поверхности шероховатого горизонтального неподвижно закрепленного цилиндра радиусом \(R\). В положении равновесия стержень горизонтален и перпендикулярен оси цилиндра (на рисунке показан вид со стороны торца цилиндра). Стержень поворачивают на малый угол таким образом, что он движется относительно цилиндра без проскальзывания, и отпускают. После этого начинаются колебания, в процессе которых стержень катается по поверхности цилиндра также без проскальзывания, а шарики движутся в плоскости рисунка. Чему равен период этих колебаний? Сопротивлением воздуха можно пренебречь.

    Рисунок
    ▶Показать разборСкрыть разбор
    Подсказка

    Найдите положение центра масс шариков и то, как меняется его высота при отклонении на малый угол; для малых колебаний кинетическая энергия не зависит от угла, а потенциальная квадратична по нему.

    Ответ

    \(T = \dfrac{2\pi}{\Omega} = \dfrac{2\pi L}{m_1 + m_2}\sqrt{\dfrac{m_1 m_2}{g R}}\).

    Вся олимпиада на сайте

    Страница задачиОшибка в задаче?

Похожие задачи