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
7931
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: YandexBot [bot]


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