Задача 2: Динамика вращательного движения вариант 28

Вариант 28 - ДЗ №2 - Динамика вращательного движения

Зачтено на максимальный балл

Физический маятник, состоящий из однородного шара радиусом R=3 см и массой М=0,4 кг, жестко соединённого с однородным жёстким стержнем длиной 4R и массой M, подвешен к горизонтальной оси O, проходящей через верхний конец стержня перпендикулярно плоскости рисунка (рис. 2).

Маятник может свободно без трения вращаться вокруг оси O. Шарик массой m=0,05 кг движется горизонтально в плоскости рисунка со скоростью V₀ вдоль горизонтальной прямой, проходящей через центр шара, и ударяет в шар. При этом взаимодействие шарика с маятником может происходить в виде:

– абсолютно упругого удара (АУУ);

– неупругого удара (НУУ);

– абсолютно неупругого удара (АНУУ).

Другие обозначения:

ω₀ – угловая скорость физического маятника сразу после удара шарика;

V₀m – минимальная скорость шарика, при которой маятник после удара, приобретая угловую скорость ω_0m, совершает полный оборот;

ω_К - угловая скорость физического маятника в верхней точке;

φ_m- максимальный угол отклонения физического маятника от положения равновесия;

V_К – скорость шарика после удара;

∆E - потери механической энергии при ударе шарика по маятнику.

Другие исходные данные и искомые величины для каждого варианта задания представлены в таблице № 7.

Расчет следует начинать с определения минимальной скорости шарика V_0m.

Таблица №7