2.7.18. На валик радиуса $r$ плотно насажен сплошной диск. Момент инерции этой системы относительно оси $J$, масса $m$. На валик симметрично намотаны две нити, на которых система подвешена к неподвижному штативу. Нити вертикальны. Систему отпускают. Найдите ускорение оси диска и силу натяжения нитей.
К задаче $2.7.18$
Решение
Распишем второй закон Ньютона и момент сил:
$$ma=mg-2T$$
$$J\varepsilon=2Tr$$
А так же связь угловой и линейной ускорений:
$$a=\varepsilon r$$
С учетом связи ускорений, получаем:
$$\frac{Ja}{r}=2Tr$$
Выразим $T$:
$$T=\frac{Ja}{2r^2}$$
Подставим полученное выражение в уравнение динамики: