Решебник Савченко
<h3 id="back-link"><a href="/#1">$\leftarrow$Назад</a></h3>
<h3> Условие: </h3>
<p>
$2.1.61^*.$ Кольцевая цепочка массы $m$ надета на горизонтальный диск радиуса $R$. Сила натяжения надетой цепочки $T$. Найдите коэффициент трения между диском и цепочкой, если при вращении диска с угловой скоростью, равной или превышающей $ω$, цепочка с него спадает.
</p>
<center>
<figure>
<img src="statement.png"
loading="lazy" width="180" />
<figcaption>
К задаче 2.1.61
</figcaption>
</figure>
</center>
<h3> Решение: </h3>
<p>
Для начала, советую ознакомиться с решением <a href="/2.1.60" target="_blank">2.1.60</a>
</p>
<p>
Рассмотрим маленький кусочек жгута длины $dl = 2\alpha R$
</p>
<center>
<figure>
<img src="draw.png"
loading="lazy" width="280" />
<figcaption>
Силы, действующие на меленький кусочек жгута
</figcaption>
</figure>
</center>
<p>
На кусочек жгута действует сила трения $\vec{F}_{тр}$
$$F_{тр} = \mu N$$
В силу однородности жгута, кусочек длины $dl = 2\alpha R$ будет иметь массу
$$dm = m \frac{\alpha}{\pi}$$
При этом на него будет действовать ценстростремительное ускорение
$$a = \omega ^2 R$$
Второй закон Ньютона запишем как
$$dma = N$$
$$m \frac{\alpha}{\pi} \omega ^2 R = N$$
Откуда сила трения
$$F_{тр} = \mu m \frac{\alpha}{\pi} \omega ^2 R$$
Учитывая $\sin \alpha \approx \alpha$ при малых углах, запишем условие равновесия на вертикальную ось
$$2T\alpha + F_{тр} = dm\\,g$$
$$2T\alpha + \mu m \frac{\alpha}{\pi} \omega ^2 R = mg \frac{\alpha}{\pi}$$
Откуда находим $\mu$
$$\boxed{\mu = \frac{mg}{2 \pi T - m ω^{2} R}}$$
</p>
<h3> Ответ: </h3>
<p>
$$\mu = \frac{mg}{2 \pi T - m ω^{2} R}$$
</p>
<h3>
Альтернативное решение:
</h3>
<div class="video-container">
<iframe class="video" src="https://www.youtube.com/embed/V8UOC58QIps" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>
</div>
<footer class="row container">
<br>
<p>
<small> © <strong>Решебник Савченко О.Я.</strong>, 2023-2024 <br></small>
</p>
<p>
<small>Все права принадлежат авторам. <br> Коммерческое использование материалов — с письменного разрешения авторов. <br> astrosander01@gmail.com <br></small>
</p>
</footer>