Задача из Сивухина про момент импульса



Все что смог написать: Ma=Mg-T и \frac{d(Iw)}{dt}=(Mg-T)r. Как быть дальше?

3 лайка

Ну шкиф и крест Обербека симметричный, поэтому массы в кресте никак не влияют.
Вот у тебя есть 2 уравнение:

Ma = Mg - T\\ \frac {d(I \omega)}{dt} = (Mg -T)r

Эти уравнение “принадлежат” к динамике, но тут у нас сложное движение, состоящее из вращения и поступательного движения груза. Значит, нам нужно какое-то уравнение, которое связывает эти два движения. Нить по шкиву не проскальзывает, поэтому пишем:

a = r \frac {d\omega}{dt}

Теперь у нас есть 3 уравнения 3 неизвестных, можно решать систему

Ещё одна важное дополнение к ответу, у уравнение для моментов записано не совсем верно. Прежде чем читать его, предлагаю вспомнить простейшую систему: два грузика на нерастяжимой нити, перекинутой через блок, и вспомнить, какая сила действует вдоль нити.

В чём ошибка

Вдоль нити всегда дейсвует сила T, если нить к чему-то прикреплена, она будет действовать с силой T. Поэтому как нить действует на груз с силой T, так и на шкиф она действует с силой T. Короче говоря, на шкиф действует нитка, а груз он связан с ниткой, а не со шкифом, поэтому нам нужно считать только действие этой нитки на него


Ну поэтому формула для моментов будет выглядеть так

\frac {d(I \omega)}{dt} = Tr
5 лайков


Можно написать закон сохранения энергии Mgh=\frac{Iw^2}{2}+\frac{Mv^2}{2}. Часть со скоростью я не понял. Почему на полуобороте импульс груза 2Mv?

Это же решение к вопросу про натяжение нити во время рывка?

Да, груз опускают на высоту h и происходит рывок наверх.

Направим ось Oy вверх. В начале груз имел импульс: p_0 = - Mv. Рывок можно считать абсолютно упругим, поэтому после рывка груз имеет импульс: p = Mv. И тогда изменение импульса: \Delta p = p - p_0 = 2Mv

1 лайк

Как поднимается груз? Почему у него скорость V, когда груз поднялся?

1 лайк

Ну нить нерастяжимая и шкив тоже, поэтому мы можем считать что энергия сохраняется во время рывка, как если бы абсолютно упругий мячик падал на абсолютно упругую плоскость.

Шкив продолжит крутиться в ту же сторону, но нить уже будет наматываться в другую сторону

4 лайка