По потолку без проскальзывания катается колесо -- однородный диск массы

. Невесомая ось колеса

соединена с неподвижным идеальным шарниром

. С какой силой колесо давит на потолок при заданной величине угловой скорости

(угловая скорость колеса относительно системы координат, вращающейся вокруг вертикальной оси вместе с осью) Какой должна быть минимальная величина

что бы колесо действительно каталось по потолку?
-- 23.02.2020, 11:15 --(Оффтоп)
Там, строго говоря, сила однозначно не находится, но это тоже будем считать частью задачи