Однородный цилиндр массой m и радиусом R раскрутили до угловой скорости ω 0 и опустили на доску массой M, лежащую на гладком столе?

Физика | 10 - 11 классы

Однородный цилиндр массой m и радиусом R раскрутили до угловой скорости ω 0 и опустили на доску массой M, лежащую на гладком столе.

Коэффициент трения между цилиндром и доской равен μ, трение между доской и столом отсутствует.

Найти скорости v 1 и v 2 , которые будут иметь, соответственно, центр масс цилиндра и доска после того, как движение ци - линдра относительно доски перейдет в качение без проскальзывания.

Ответить на вопрос
Ответы (2)
Joneuz 23 нояб. 2020 г., 21:08:25

Выберем положительное направление скорости - вправо

выберем положительное направление угловой скорости по часовой стрелке

очевидно что выполняется закон сохранения импульса поэтому

m * v1 + M * v2 = 0

в отсутствии проскальзывания выполняется кинематическая связь

w = (v1 - v2) / R

изменение момента импульса диска пошло на изменение момента импульса доски

J * w0 = J * w - M * v2 * R

J = mR ^ 2 / 2 * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

m * v1 + M * v2 = 0

w = (v1 - v2) / R

J * w0 = J * w - M * v2 * R

J = mR ^ 2 / 2 * * * * * * * * * * * *

v2 = - m * v1 / M

w = (v1 + m * v1 / M) / R

J * w0 = J * w + M * m * v1 / M * R

J = mR ^ 2 / 2 * * * * * * * * * * * * *

v2 = - m * v1 / M

w = v1 * (1 + m / M) / R

w = w0 - m * v1 * R / J

J = mR ^ 2 / 2 * * * * * * * * * * * * *

v2 = - m * v1 / M

v1 * (1 + m / M) / R = w0 - m * v1 * R / J

J = mR ^ 2 / 2 * * * * * * * * * * * * *

v2 = - m * v1 / M

v1 * (1 + m / M + mR ^ 2 / J) / R = w0

J = mR ^ 2 / 2 * * * * * * * * * * * * *

v2 = - m * v1 / M

v1 = w0 * R / (1 + m / M + mR ^ 2 / J) = w0 * R / (1 + m / M + mR ^ 2 / (mR ^ 2 / 2)) = w0 * R / (3 + m / M) * * * * * * * * * * * * *

v1 = w0 * R * M / (3M + m)

v2 = - m * v1 / M = - w0 * R * m / (3 * M + m).

Lovkifer 23 нояб. 2020 г., 21:08:31

Ось Ox направим слева направо.

Пусть цилиндр вращается так, что он начнёт катиться по доске направо.

Значит, вначале движения по доске нижняя поверхность цилиндра при трении о доску будет двигаться налево.

При этом возникнет сила трения Fтр, приложенная к цилиндру и направленная против движения нижней поверхности цилиндра, т.

Е. направо.

Таким образом, с учётом третьего закона Ньютона, сила трения будет разгонять уилиндр направо и разгонять доску налево.

Поскольку изначально общий импульс был равен нулю, то значит и конечный импульс равень нулю.

Так что :

MV = mv, где V – модуль скорости доски, а v – модуль скорости центра масс цилиндра.

Отсюда : v = VM / m ; [1]

А скорость центра масс цилиндра относительно доски составит :

V + v = V + VM / m = V ( 1 + M / m ) ;

Для отсутствия проскальзывания, относительная скорость цилиндра должна соотноситься с вращением ω, как :

[V + v] / R = ω ;

ω = [V / R] ( 1 + M / m ) ; [2]

По второму закону Ньютона в приложении к доске :

Fтр = Ma , где a – ускорение доски ;

По второму закону Ньютона во вращательной форме в приложении к цилиндру :

RFтр = –[mR² / 2]ω' , где mR² / 2 – момент инерции цилиндра ; знак минус учитывает замедление вращения ;

Объединяя последние равенства, получаем :

RMa = –[mR² / 2]ω' ;

2[M / m] dv / dt = –R dω / dt ;

2[M / m]dv = –R dω ;

2[M / m](V–0) = –R(ω–ωo) , подставляем сюда [2] :

2VM / m = R ωo – V ( 1 + M / m ) ;

2VM / m + V ( 1 + M / m ) = R ωo ;

V ( 2M / m + 1 + M / m ) = R ωo ;

V ( 3M / m + 1 ) = R ωo ;

V = R ωo / [ 3M / m + 1 ] – это v2 по условию,

из [1] :

v = R ωo / [ 3 + m / M ] – это v1 по условию.

YuRET 30 мая 2020 г., 11:44:53 | 5 - 9 классы

Помогите пожалусйта?

Помогите пожалусйта!

Совсем запуталась с этой физикой!

"Приподнимая один конец лежащей на полу доски, прикладывают силу 10Н.

Какова масса доски?

Считайте, что центр тяжести доски совпадает с серединой доски.

".

Oxunjon201411 9 нояб. 2020 г., 21:52:49 | 5 - 9 классы

7. На краю горизонтальной поверхности стола лежит однородная доска длиной L = 6 м так, что за край выступает четверть доски?

7. На краю горизонтальной поверхности стола лежит однородная доска длиной L = 6 м так, что за край выступает четверть доски.

Масса доски m1 = 20кг.

На каком максимальном расстоянии x от края стола на доску можно положить небольшой по размерам груз массой m2 = 30 кг, чтобы доска осталась в равновесии?

Анеглина 28 июл. 2020 г., 07:13:20 | 10 - 11 классы

Пуля массой 9 г, летевшая вертикально вверх со скоростью 200м / с , пробила лежавшую на двух столах (как на опорах) доску массой 0, 27 кг?

Пуля массой 9 г, летевшая вертикально вверх со скоростью 200м / с , пробила лежавшую на двух столах (как на опорах) доску массой 0, 27 кг.

При этом доска подпрыгнула на высоту 0, 2м над уровнем столов.

Какаое кол - во теплоты выделилось при прохождении пули через доску?

Viк 24 авг. 2020 г., 04:13:38 | 10 - 11 классы

На полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами?

На полу стоит тележка в виде длинной доски, снабженной легкими колесами.

На одном конце доски стоит человек.

Его масса M = 60 кг, масса доски m = 20 кг.

Найти, на какое расстояние переместится человек относительно пола при его переходе на другой конец доски со скоростью V1 = 1 м / с относительно доски.

Длина доски l = 2 м.

Массой колес и трением в их осях пренебречь.

Солнышко80 30 янв. 2020 г., 22:13:53 | 10 - 11 классы

Доска массой 12 кг находится на гладкой горизонтальной плоскости?

Доска массой 12 кг находится на гладкой горизонтальной плоскости.

На доске лежит брусок массой 3 кг.

Коэффицент трения между доской и бруском 0.

2. Какую минимальную горизонтальную силу надо приложить к доске, чтобы брусок начал с нее соскальзывать?

G = 10 м / с2 (в квадрате).

Aleksandrova000 1 июл. 2020 г., 17:43:24 | 5 - 9 классы

Доска одним концом лежит на цилиндре, а вторым - находится в руках у человека, какое расстояние пройдет человек, прежде чем он дойдет до цилиндра, длина доски l?

Доска одним концом лежит на цилиндре, а вторым - находится в руках у человека, какое расстояние пройдет человек, прежде чем он дойдет до цилиндра, длина доски l.

Доска движется по цилиндру параллельно земле без проскальзывания.

Goldcoon174 19 окт. 2020 г., 10:33:25 | 10 - 11 классы

На доске, лежащей на льду стоит собака?

На доске, лежащей на льду стоит собака.

С какой скоростью будет двигаться доска относительно льда, если собака побежит вдоль доски со скоростью 3 м / с относительно доски?

Масса доски 5 кг, масса собаки 10 кг.

Трением между доской и льдом можно пренебреч.

Vaz2114gn014 7 февр. 2020 г., 02:35:27 | 5 - 9 классы

На доске массой М = 20 кг лежит брусок массой m = 5 кг?

На доске массой М = 20 кг лежит брусок массой m = 5 кг.

Какую

горизонтальную силу нужно приложить к доске, чтобы выдернуть ее из - под

бруска?

Коэффициент трения между бруском и доской μ1 = 0, 6, между доской

и опорой – μ2 = 0, 2.

Ыврмпр 24 дек. 2020 г., 01:11:52 | 10 - 11 классы

Тело массой 5 кг соскальзывает с наклонной доски в неподвижную платформу с песком общей массой 100кг?

Тело массой 5 кг соскальзывает с наклонной доски в неподвижную платформу с песком общей массой 100кг.

Начальная высота тела над платформой 3м, угол наклона доски к горизонту 45 градусов, коэффициент трения тела о доску 0, 05.

С какой скоростью начинает двигаться платформа?

AnySo11 29 нояб. 2020 г., 05:36:48 | 10 - 11 классы

( * * )?

( * * ).

К нити, намотанной на сплошной однородный цилиндр массой M и радиусом R, привязан грузик массой m.

Нить переброшена через блок пре - небрежимо малой массы (рис.

9. 12).

Найти ускорение грузика a и ускорение центра масс цилиндра a c(индекс) .

Считать, что цилиндр катится без проскальзывания.

В задаче ( * * ) найти, каким должен быть коэффициент трения μ ци - линдра о плоскость, чтобы цилиндр катился по плоскости без проскальзы - вания.

Если вам необходимо получить ответ на вопрос Однородный цилиндр массой m и радиусом R раскрутили до угловой скорости ω 0 и опустили на доску массой M, лежащую на гладком столе?, относящийся к уровню подготовки учащихся 10 - 11 классов, вы открыли нужную страницу. В категории Физика вы также найдете ответы на похожие вопросы по интересующей теме, с помощью автоматического «умного» поиска. Если после ознакомления со всеми вариантами ответа у вас остались сомнения, или полученная информация не полностью освещает тематику, создайте свой вопрос с помощью кнопки, которая находится вверху страницы, или обсудите вопрос с посетителями этой страницы.