Для связи в whatsapp +905441085890

Тяжелая материальная точка вынуждена оставаться на совершенно гладкой плоскости

Задача №54.

Тяжелая материальная точка вынуждена оставаться на совершенно гладкой плоскости, которая равномерно вращается вокруг горизонтальной оси, расположенной в самой плоскости. В начальный момент точка находится на оси вращения, а ее скорость направлена вдоль оси вращения и равна . Определить закон движения точки.

Решение:

Выберем в качестве системы отсчета прямоугольную декартову систему координат, у которой ось совпадает с осью вращения, начало совпадает с начальным положением точки, а ось направлена вертикально вверх. Уравнение вращающейся плоскости запишется в виде

Для определения движения точки применим уравнения со множителями связи. Будем иметь

Пусть положение точки в плоскости определяется параметрами и , так что

Исключая из уравнений движения, будем иметь

Общее решение этой системы имеет вид

коэффициенты и определяются из начальных условий. После определения этих коэффициентов получим

Для вычисления сил реакций связей рассмотрим одно из уравнений движения, например,

Подставляя сюда значение , выраженное через , получим

где и является нормальной реакцией связи.

Задача взята со страницы подробного решения задач по всем темам теоретической механики:

Решение задач по теоретической механике

Возможно эти дополнительные задачи вам будут полезны:

Задача №52. Тяжелый шарик, масса которого равна , нанизан на горизонтальную проволочную окружность радиуса с коэффициентом трения . Определить, какую начальную скорость нужно сообщить шарику, чтобы он сделал по окружности один полный оборот.
Задача №53. Тяжелая материальная точка движется по внутренней поверхности прямого кругового конуса, вершина которого обращена вниз, а ось симметрии вертикальна. Угол при вершине равен . В начальный момент расстояние точки от вершины конуса равно , начальная скорость равна и направлена перпендикулярно к образующей конуса. Определить траекторию точки и давление, которое она оказывает на поверхность конуса.
Задача №55. Материальная точка весом подвешена при помощи двух одинаковых нитей к двум опорам, находящимся на одном и том же горизонтальном уровне, причем угол наклона каждой нити к вертикали равен . Внезапно одну из нитей перерезают. Доказать, что натяжение другой нити мгновенно изменится в отношении .
Задача №56. Материальная точка совершает колебания на гладкой параболе с вертикальной осью, изменяя направление своего движения на концах хорды, проходящей через фокус параболы перпендикулярно к оси параболы. Найти давление точки на параболу в самой нижней точке.