Μεταπτωτική κίνηση τροχού στον … αέρα

1Δημοσιεύτηκε από τον/την Νίκος Σταματόπουλος στις 9 Ιούνιος 2010 και ώρα 15:30

Με αφορμή το video: bicycle_wheel.mpg που βρήκα στο διαδίκτυο και την άσκηση του Χρήστου Ελευθερίου έφτιαξα την άσκηση αυτή με σκοπό να έχουμε μια εκτίμηση της γωνιακής συχνότητας της μεταπτωτικής κίνησης του στερεού. Δείτε πρώτα το video και διαπιστώστε ότι έχουμε ένα φαινόμενο «πρόκληση» !

Άσκηση

Στο ένα άκρο οριζόντιας αβαρούς ράβδου μήκους l είναι τοποθετημένος τροχός ποδηλάτου ακτίνας R έτσι ώστε η ράβδος να είναι κάθετη στο επίπεδο του τροχού και να περνά από το κέντρο μάζας του τροχού. Κρατώντας τη ράβδο ακίνητη σε οριζόντια θέση, θέτουμε τον τροχό σε στροφική κίνηση (χωρίς να ακουμπά στο έδαφος). Όταν ο τροχός αποκτήσει γωνιακή ταχύτητα ωο, με τη βοήθεια ενός σχοινιού που είναι δεμένο στο άλλο άκρο της ράβδου, αφήνουμε το σύστημα ελεύθερο κρατώντας μόνο το σχοινί (βλ. σχήμα). Παρατηρούμε τότε ότι η ράβδος περιστρέφεται γύρω από τον κατακόρυφο άξονα του σχοινιού παραμένοντας οριζόντια (δεν πέφτει).

α) Εξηγείστε γιατί η ράβδος (και ο τροχός) αρχίζουν να στρέφονται γύρω από τον κατακόρυφο άξονα του σχοινιού και με ποια φορά.

β) Υπολογίστε τη γωνιακή ταχύτητα ω της στροφικής κίνησης της ράβδου γύρω από τον κατακόρυφο άξονα.(Θεωρείστε το άκρο της ράβδου ακίνητο)
Τριβές μεταξύ τροχού και ράβδου δεν υπάρχουν. Η μάζα του τροχού είναι συγκεντρωμένη στην περιφέρεια και η μάζα του σχοινιού αμελητέα. Θεωρούνται γνωστά τα μεγέθη: R, l, g, ωο.

Συνέχεια :troxos

(Visited 213 times, 1 visits today)
Subscribe
Ειδοποίηση για
1 Σχόλιο
Inline Feedbacks
Όλα τα σχόλια