2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Период колебаний
Сообщение01.05.2013, 05:49 
Аватара пользователя


06/01/12
376
California, USA
Всем доброго времени суток. Уважаемые форумчане, заранее приношу извинения по поводу того, что следующее быть может сформулировано не верно.
Вот условие задачи, в решении которой я прошу помощи:
Дан цилиндр массой $m$ с основанием в виде эллипса (с большой и малой полуосями $a$ и $b$ соответственно), который находится на гладкой и ровной поверхности.
В начальном положении цилиндр расположен так, что его большая ось перпендикулярна поверхности. От очень слабого толчка цилиндр приходит в движение в своей плоскости.
Необходимо найти время, за которое он вернётся в обратное положение. Дано ускорение свободного падения, равное $g$.

Как и каким образом можно решить эту задачу? По-моему, необходимо конечно же записать второй закон Ньютона для динамики вращающегося тела:
$$I(x)\ddot{\varphi}=\vec{M}$$
Где $I$ - момент инерции цилиндра относительно, постоянной меняющей своё положения, точки соприкосновения его с поверхностью, а $\vec{M}$ - момент силы тяжести, действующей на цилиндр, относительно всё той же точки.
Как же найти законы изменения величин $I$ и $\vec{M}$ в зависимости от $\varphi$ ? За что именно необходимо принять угол $\varphi$ ?
Всем заранее огромное спасибо за помощь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Период колебаний
Сообщение01.05.2013, 06:44 
Заслуженный участник


28/12/12
7947
Если поверхность гладкая, центр масс по горизонтали не смещается, только вверх-вниз. Запишите высоту ц.м. в зависимости от угла.
Дальше кинетическая энергия - вертикальное движение центра масс плюс вращение относительно центра масс (момент инерции постоянный) - пропорционально квадрату угловой скорости.
Из ЗСЭ можно выразить $\dot{\varphi}$ через $\varphi$, разделить переменные и проинтегрировать.

 Профиль  
                  
 
 Re: Период колебаний
Сообщение01.05.2013, 09:14 


10/02/11
6786
Omega в сообщении #718051 писал(а):
Дан цилиндр массой $m$ с основанием в виде эллипса (с большой и малой полуосями $a$ и $b$ соответственно), который находится на гладкой и ровной поверхности.
В начальном положении цилиндр расположен так, что его большая ось перпендикулярна поверхности. От очень слабого толчка цилиндр приходит в движение в своей плоскости.
Необходимо найти время, за которое он вернётся в обратное положение. Дано ускорение свободного падения, равное $g$.


время равно $\infty$, задача устная

 Профиль  
                  
 
 Re: Период колебаний
Сообщение01.05.2013, 11:23 
Аватара пользователя


06/01/12
376
California, USA
DimaM в сообщении #718059 писал(а):
Если поверхность гладкая, центр масс по горизонтали не смещается, только вверх-вниз.

То есть если поверхность не гладкая, то так:
Изображение

 Профиль  
                  
 
 Re: Период колебаний
Сообщение01.05.2013, 13:47 


10/02/11
6786
Omega в сообщении #718051 писал(а):
Как и каким образом можно решить эту задачу? По-моему, необходимо конечно же записать второй закон Ньютона для динамики вращающегося тела:
$$I(x)\ddot{\varphi}=\vec{M}$$
Где $I$ - момент инерции цилиндра относительно, постоянной меняющей своё положения, точки соприкосновения его с поверхностью, а $\vec{M}$ - момент силы тяжести, действующей на цилиндр, относительно всё той же точки.

кстати: во-первых это не второй закон Ньютона, а во-вторых это само по себе неверно

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: photon, whiterussian, profrotter, Jnrty, Aer, Парджеттер, Eule_A, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group