Тема . Механика. Динамика и Статика

.03 Движение с переменным ускорением

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. динамика и статика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#31785

Однородный цилиндр массы m  и радиуса R  касается двух параллельных длинных вертикальных пластин, движущихся с постоянными скоростями v1  и v2  вверх (рис.). Между пластинами и поверхностью цилиндра существует вязкое трение, сила его пропорциональна относительной скорости соприкасающихся поверхностей (F⃗ = − γv⃗
 тр      отн  ). Коэффициенты вязкого трения для первой и второй пластин равны γ1  и γ2  соответственно.
1) Найдите установившуюся угловую скорость цилиндра, а также скорость его центра.
2) При каком условии цилиндр будет двигаться вверх
(Всеросс., 2017, РЭ, 10)

PIC

Источники: Всеросс., 2017, РЭ, 10

Показать ответ и решение

PIC

Примем за положительное направление движения цилиндра – вниз, а за положительное направление вращения – по часовой стрелке. Тогда скорость точки A  цилиндра, соприкасающейся с левой доской

vA = v − ωR

Аналогично для точки B  цилиндра, соприкасающейся с правой доской (рис. 2)

vB = v + ωR

При установившемся движении сумма сил, приложенных к цилиндру, равна нулю, а также равен нулю суммарный момент сил трения относительно оси O  цилиндра(рис. 3):

(
{ mg = F1 +F2

( F1R = F2R

Подставив

F1 = γ1(v1 + vA) = γ1(v1 + v − ωR ), F2 = γ2(v2 + vB) = γ2(v2 + v+ ωR ),

получаем систему уравнений

({
 mg  = γ1(v1 + v − ωR) +γ2(v2 + v +ωR )
(γ1(v1 + v − ωR ) = γ2(v2 + v +ωR )

решая которую, находим

       (                   )
    1-- mg-(γ1 −-γ2)
ω = 2R     γ1γ2    + v1 − v2

   (γ1 + γ2)mg  v1 + v2
v =---4γ-γ----− ---2--
        1 2

Как видно из выражения для скорости, цилиндр движется вверх, если

v1 + v2 > (γ1 +-γ2)mg
            2γ1γ2

(Официальное решение ВсОШ)

Ответ:
Критерии оценки

Критерии оценивания выполнения задачи

Баллы

Записаны выражения для скоростей точек A  и B

2

Записано равенство сил, действующих на цилиндр и правило моментов

2

Получена система, из которой определяется v  и ω

2

Проведены необходимые преобразования и найдены v  и ω

2

Найдено условие движения циллиндра вверх

2

Максимальный балл

10

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!