диск на нити

[anik]

obar в сообщении #532406 писал(а):

К моему удивлению они довольно быстро сообразили, что если нить горизонтальна, то она и останется горизонтальной,

О какой такой горизонтальной нити идёт речь?

[svv]

obar
Молодцы школьники! Скажите, а как, в основном, они это обосновывали?

[obar]

svv в сообщении #532413 писал(а):

О какой такой горизонтальной нити идёт речь?

Прошу прощения, описался, вертикальная нить.

svv в сообщении #532413 писал(а):

Скажите, а как, в основном, они это обосновывали?

Они хорошо помнят правило: ц.м. системы движется так, как если бы все внешние силы были приложены к нему. Отсюда сразу следует, что во втором случае (ц.м. под точкой подвеса) диск начнет отклоняться от вертикали и возникнут колебания. Для первого случая (нить вертикальна) рассуждения были такими: в начальный момент ц.м. имеет лишь вертикальное ускорение. Спустя некоторые промежуток времени нить размотается, диск переместится вниз (по вертикали) и картинка геометрически совпадет с первоначально (только нить станет длинее).

[anik]

Боже мой!

[ivanhabalin]

obar Вы знаете этот опыт был мною произведён примерно год назад, но не с целью определить отклонение нити от вертикали. L примерно 3м. m - грамм 400. колебания видел только в начальный период- быстро затухающие на L =30-40см. Единственно момент энерции моего диска был намеренно увеличен, т.е. радиус контакта с нитью был вполовину меньше.

[obar]

Вы наблюдали затухание колебаний "угла отклонения". Я же имел в виду линейную амплитуду.

[ivanhabalin]

Интересно, а кто обучает этих школьников?

[obar]

Это физ.-мат. лицей (я не обучаю, я лишь факультатив по олимпиадным задачам провожу).

[ivanhabalin]

А то я засомневался, что то после рядового обучения с кем я ни разговаривал - ощущение, а в школу они ходили?

[anik]

Боже мой, как я ошибался!
Прошу прощения у всех, в особенности у ivanhabalin, которому тоже заморочил голову. Нить будет оставаться вертикальной потому, что..., но мне уже стыдно приводить какие-нибудь аргументы.

[ivanhabalin]

anik Вам не за что извиняться, нить будет вертикальна только в бесконечности.

-- 29.01.2012, 19:11 --

А всё остальное время нить буде отклоняться от вертикали с уменьшением угла отклонения, колебательный процесс.

[ivanhabalin]

Колебательный процесс будет затухающим и с изменением периода колебаний.

[anik]

Если нить наклонна, то силу натяжения нити, приложенную к диску, можно разложить на две компоненты: вертикальную и горизонтальную, направленную к равновесному положению, т.е. её вертикальному состоянию. При вертикальном положении нити горизонтальной составляющей нет.
А момента относительно точки опоры не будет потому, что сила веса диска это сила приложенная к ц.м. диска, её нельзя переносить вдоль линии действия потому, что нить - это не твёрдое тело. Этот вращающий момент уравновешен инерционным моментом. В случае с велосипедным колесом момент силы уравновешен гироскопическим моментом.

[ivanhabalin]

anik При вертикальной нити, центр тяжести диска не находится на вертикали от точки подвеса - это маятник с потенциальной энергией.
В другом случае (нить отклонена) это тот же маятник с такой же потенциальной энергией.

[anik]

Потенциальная энергия зависит от высоты ц.м. диска. Сложность в том, что диск падает и потенциальная энергия переходит в кинетическую.
Представьте себе вместо нити вертикальную упругую пластину (типа металлической линейки), припаянную к окружности диска там, где его касалась бы нить. В этом случае, действительно, диск отклонился бы в сторону пластины, а пластина бы изогнулась (если она консольно закреплена вверху),потому что момент силы через паяное соединение передался бы на пластину. На нить этот изгибающий момент передаться не может, (нить гибкая).
С другой стороны, вращающий момент уравновешен инерционным моментом диска, который имеет угловое ускорение и момент инерции.