Ну что ж, тогда приведите текст сообщения в соответствие с новыми условиями.
Хорошо. После разговора с сыном, привожу.
Однородный цилиндр (диск) может свободно (без трения) вращаться вокруг своей оси, проходящей через центр инерции. Цилиндр катится по горизонтальной поверхности, приводимый в движение внешней силой, приложенной к оси и направленной горизонтально. Может ли цилиндр катиться с постоянной угловой скоростью?
Попытка ответить на вопрос.
К цилиндру приложены (как мы считаем) четыре силы: сила тяжести, направленная вертикально вниз и проходящая через центр инерции; сила реакции горизонтальной поверхности, направленная вертикально вверх и тоже проходящая через центр инерции; внешняя сила, направленная горизонтально и проходящая через центр инерции. Относительно оси цилиндра эти силы имеют нулевой момент и на вращение не влияют. На линии контакта цилиндра и горизонтальной поверхности возникает сила трения, действующая на цилиндр, направленная горизонтально и в сторону, противоположную внешней силе. Сила трения обеспечивает вращение цилиндра и относительно центра инерции имеет момент, отличный от нуля.
Что мы не можем понять?
Первое. Ненулевой момент силы трения должен вызывать ненулевое угловое ускорение цилиндра, что в свою очередь исключает равномерное вращение. Применение этой ситуации к ЛЮБОМУ цилиндру, катящемуся в таких условиях, приводит к парадоксальному выводу о невозможности равномерного качения вообще.
Второе. Для исключения таких странных выводов можно предположить, что есть неучтённая сила, действующая на цилиндр. Если считать силу трения качения именно этой силой, то можно предположить, что суммарный момент этих двух трения равен нулю. Тогда равномерное вращение возможно.
Третье. Предположив горизонтальную плоскость и цилиндр абсолютно твердыми, мы исключим трение качение, но сохраним силу трения скольжения или покоя. В этом случае равномерное вращение невозможно.
Вот и все наши соображения.
Помогите, пожалуйста, отбросить неверные и понять правильные.
Или я опять что-то накосячила???
