Задача №25.
Полый цилиндр радиуса вращается вокруг своей неподвижной оси симметрии с постоянной угловой скоростью . По внутренней поверхности этого цилиндра катится без скольжения другой цилиндр радиуса с постоянной относительной угловой скоростью (как показано на рис. 67). Определить ускорение точки малого цилиндра, совпадающей в рассматриваемый момент времени с осью большого.
Решение:
Выберем за полюс точку . Скорость точки может быть получена как скорость точки в сложном движении, где переносная скорость равна ,а относительная скорость равна . Тогда абсолютная скорость точки будет по величине равна
и направлена в сторону вращения полого цилиндра. Точка движется по окружности радиуса с постоянной по величине скоростью . Благодаря этому ускорение полюса по величине
и направлено к точке . Для определенности положим . Тогда абсолютная угловая скорость малого колеса будет равна
и направлена против часовой стрелки. По величине остается постоянной во все время движения. Поэтому угловое ускорение будет равно нулю. Ускорение точки колеса складывается из ускорения точки и из нормального ускорения
Проектируя на направление получим
откуда видно, что ускорение направлено от точки .
При решении пространственных задач необходимо помнить, что вектора и вообще не совпадают по направлению. Это обстоятельство создает некоторые осложнения при решении задач. Рассмотрим следующие задачи.
Задача взята со страницы подробного решения задач по всем темам теоретической механики:
Решение задач по теоретической механике
Возможно эти дополнительные задачи вам будут полезны: