A szilárd gömb csak egy durva vízszintes felületre gördül (kinetikus súrlódási együttható = mu) a középpont = u sebességgel. Egy bizonyos pillanatban egyenletesen ütközik sima függőleges falával. A restitúciós együttható 1/2?

A szilárd gömb csak egy durva vízszintes felületre gördül (kinetikus súrlódási együttható = mu) a középpont = u sebességgel. Egy bizonyos pillanatban egyenletesen ütközik sima függőleges falával. A restitúciós együttható 1/2?
Anonim

Válasz:

# (3U) / (7 mlig) #

Magyarázat:

Nos, miközben megpróbáltuk megoldani ezt, azt mondhatjuk, hogy kezdetben a tiszta gördülés csak azért történt # U = omegar # (hol,#omega# a szögsebesség)

De amikor az ütközés történt, lineáris sebessége csökken, de az ütközés során nem volt változás #omega#, tehát ha az új sebesség van # V # és a szögsebesség #omega'# aztán meg kell találnunk, hogy hányszor a súrlódási erő által alkalmazott külső nyomatéknak köszönhetően ez tiszta gördülőben lesz, azaz # V = omega'r #

Most, adott esetben, a restitúciós együttható van #1/2# így az ütközés után a gömb sebessége kb # U / 2 # ellenkező irányba.

Így új szögsebesség válik # Omega = -u / r # (az óramutató járásával megegyező irányban pozitív legyen)

Most a súrlódási erő miatt fellépő külső nyomaték, #tau = r * f = I alpha # hol, # F # a súrlódási erő hat,# Alfa # a szöggyorsulás és #ÉN# a tehetetlenségi pillanat.

Így,# r * mumg = 2/5 mr ^ 2 alpha #

így,#alpha = (5mug) / (2r) #

És figyelembe véve a lineáris erőt, # Ma = mumg #

így,# A = bögre #

Most hagyd, hogy idő után # T # szögsebesség lesz #omega'# így # omega '= omega + alphat #

és idő után # T # lineáris sebesség lesz # V #,így # v = (u / 2) -at #

A tiszta gördülő mozgás érdekében

# V = omega'r #

Az értékek elhelyezése #Alfa Omega# és # A # kapunk, # T = (3U) / (7 mlig) #