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: