Постоянная скорость, но с силой трения скольжения

[KruPi]

Стал задумываться над фразой "Качение обруча без проскальзывания с постоянной скоростью". Итак, если колесо не проскальзывает, то в точке соприкосновения обруча с плоскостью действует сила трения покоя. Но ведь в горизонтальном направлении на обруч больше не действует никаких сил, а значит скорость должна изменяться. Вопрос: как такое может быть? Даже с точки зрения физической модели - раз без проскальзывания, должна быть сила трения покоя, иначе он просто будет вращаться в вертикальной плоскости. В общем, в конец я запутался!!!

[Утундрий]

Здесь имеется в виду такой "сферический обруч в вакууме", который просто летит и вращается таким образом, что к нему можно мысленно пририсовать плоскость, которой он "без проскальзывания касается".

[KruPi]

Утундрий
ТБВ, да))) Просто тут решал задачу из Савченко, там обруч раскручивали до какой-то угловой скоростью и ставили на стол. Надо было найти зависимости скорости оси и угловой скорости обруча от времени. Так вот в ответах, сразу после того как обруч начинает катиться без проскальзывания, скорости не меняются со временем. После этого я выпал в осадок, потому что в других задачах этого сборника даже при качении без проскальзывания необходимо было учитывать силу трения покоя.

[DimaM]

KruPi в сообщении #890114 писал(а):

Даже с точки зрения физической модели - раз без проскальзывания, должна быть сила трения покоя, иначе он просто будет вращаться в вертикальной плоскости.

Нет, с точки зрения физической модели, если движется с постоянной скоростью, то сила трения покоя нулевая. Это согласуется с банальной эрудицией: по ровной поверхности обруч проезжает довольно значительное расстояние.
Есть сила трения качения из-за деформаций обруча и покрытия дороги, но в задаче ей пренебрегают.

-- 25.07.2014, 15:48 --

KruPi в сообщении #890121 писал(а):

в других задачах этого сборника даже при качении без проскальзывания необходимо было учитывать силу трения покоя

Это, например, в каких (можно указать номера)?

[KruPi]

DimaM
2.7.12. Найдите ускорение, с которым скатывается без проскальзывания по наклонной плоскости с углом $\alpha$ тонкостенный цилиндр. Какова сила трения, действующая на него (масса цилиндра $m$)?

[DimaM]

KruPi в сообщении #890134 писал(а):

2.7.12. Найдите ускорение, с которым скатывается без проскальзывания по наклонной плоскости с углом $\alpha$ тонкостенный цилиндр.

Так тут сила тяжести еще есть (точнее, ее компонента вдоль направления движения). А в исходной задаче - нет.
Очень грубая аналогия: на кирпич, лежащий на косогоре, действует ненулевая сила трения покоя; а на кирпич, лежащий на горизонтальной плоскости - нулевая.

[KruPi]

DimaM
А, всё, я понял) Большое спасибо))) Извините, конечно, за такой глупый вопрос на форуме, я еще только учусь, а спросить совсем не у кого) Еще раз спасибо!

[Oleg Zubelevich]

KruPi в сообщении #890114 писал(а):

Стал задумываться над фразой "Качение обруча без проскальзывания с постоянной скоростью". Итак, если колесо не проскальзывает, то в точке соприкосновения обруча с плоскостью действует сила трения покоя. Но ведь в горизонтальном направлении на обруч больше не действует никаких сил, а значит скорость должна изменяться. Вопрос: как такое может быть? Даже с точки зрения физической модели - раз без проскальзывания, должна быть сила трения покоя, иначе он просто будет вращаться в вертикальной плоскости. В общем, в конец я запутался!!!

а надо просто уравнения движения написать и по известному закону движения найти силы, действующие на твердое тело

[nestoronij]

DimaM в сообщении #890158 писал(а):

Очень грубая аналогия: на кирпич, лежащий на косогоре, действует ненулевая сила трения покоя;

Не очень грубая, а очень физическая. На кирпич, на косогоре на нижнюю и верхнюю половину от ц.т. действуют разные силы давления при одинаковом коэф. трения по всей поверхности, и соответственно он давит на косогор с разными силами левой и правой половиной.

[Утундрий]

nestoronij в сообщении #890331 писал(а):

На кирпич, на косогоре на нижнюю и верхнюю половину от ц.т. действуют разные силы давления при одинаковом коэф. трения по всей поверхности, и соответственно он давит на косогор с разными силами левой и правой половиной.

Вообще-то это некорректная постановка задачи.

[nestoronij]

Утундрий в сообщении #890351 писал(а):

[quote="nestoronij в [url=http://dxdy.ru
Вообще-то это некорректная постановка задачи.

" Однородный прямоугольный кирпич лежит на наклонной плоскости. Какая половина кирпича, правая или левая оказывает большее давление на наклонную плоскость?"
Б.Б.Буховцев .. Сборник зад....по эл... физике 1968.
Думаю, в эти времена некорректные задачи к печати не допускались.

[Утундрий]

nestoronij
(~200 Мб) http://video.elementy.ru/teachers2010/zilberman_2.mp4 , двадцать пятая минута.

[Munin]

Утундрий
Я посмотрел, задача и ответ здравые.

[Oleg Zubelevich]

Пусть кирпич лежит на наклонной плоскости, которая поднимается слева направо. Момент сил трения относительно центра масс напрвлен перпендикулярно плоскости рисунка на нас. Следовательно момент сил нормальной реакции напрвлен от нас. Неформально говоря, это означает, что слева от центра масс нормальная реакция интенсивней , чем справа. Очевидно, именно об этом и идет речь в подобных задачах.

[Munin]

Да, А. Р. Зильберман, конечно, прав, задача некорректная. Я не заметил, как добавил условие (допущение, разумное, но отсутствовавшее в задаче), что неровности поверхности кирпича и плоскости гораздо меньше, чем упругая деформация от давления кирпича на плоскость. "Разумное" здесь в том смысле, что оно помогает сделать задачу корректной и простой, но реальному кирпичу оно обычно нимало не соответствует.

Oleg Zubelevich
Здесь ещё одна демонстрация отличия физики от математики. В физике даже самый распрекрасный ответ, если он соответствует модели, но не соответствует реальности, всё-таки плох. Приходится признать, что именно в этом месте модель лажает, а значит, ответ нам такой не нужен.