Решение на момент правки #12043 от , автор astrosander. Это не текущая версия.

Условие

2.7.24. Ознакомьтесь с условиями задачи 2.4.18. При какой начальной угловой скорости обруч радиуса вернется в исходную точку, двигаясь с постоянным ускорением по горизонтальному полу? На чальная скорость центра обруча .

Решение

Поскольку обруч возвращается в начальное место - место старта, то его конечная скорость равна начальной:
кн

Согласно второму закону Ньютона для вращательного движения:

Подставляем значения для момента силы трения и момент инерции тонкого обруча :

Упростим уравнение, сократив на :

Так как обруч вернётся в исходное положение, конечная угловая скорость , поэтому:

Согласно второму закону Ньютона для поступательного движения:

т

Подставим силу трения и ускорение :

Упростим:

Из уравнения выражаем и подставляем в уравнение :

а искомое условие будет иметь вид

Ответ