Условие
2.1.51∗. На два катка разного радиуса положили тяжелую плиту. Она образует угол
Решение
Движение плиты сложное, состоит из горизонтального (за счет движения катков) и под углом к горизонту, и является поступательным. Расставим силы.
Векторы синим цветом - это силы, действующие на каток (
Аналогичные силы действуют на каток меньшего радиуса. Векторы красного цвета обозначают силы, действующие на плиту (
Выберем ось
В этом уравнении три неизвестных. Необходимо составить еще уравнения.
Запишем уравнение вращательного движения для катка. Это уравнение имеет вид
произведение момента инерции тела на угловое ускорение равно сумме моментов сил, действующих на тело. Найдем плечи сил, действующих на каток
Плечо силы трения равно
а плечо силы
Плечо силы
Запишем уравнение вращательного движения для катка (т.к. масса катка по условию задачи равна нулю, то и
Откуда
подставляя это значение в уравнение движения
т.е. искомое ускорение равно