ทรงกลมที่เป็นของแข็งกลิ้งอย่างหมดจดบนพื้นผิวแนวนอนหยาบ (ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ = mu) ด้วยความเร็วศูนย์ = u มันชนกันอย่างไม่ยืดหยุ่นกับผนังแนวตั้งที่ราบรื่นในช่วงเวลาหนึ่ง ค่าสัมประสิทธิ์ของการซ่อมแซมเป็น 1/2?

ทรงกลมที่เป็นของแข็งกลิ้งอย่างหมดจดบนพื้นผิวแนวนอนหยาบ (ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานจลน์ = mu) ด้วยความเร็วศูนย์ = u มันชนกันอย่างไม่ยืดหยุ่นกับผนังแนวตั้งที่ราบรื่นในช่วงเวลาหนึ่ง ค่าสัมประสิทธิ์ของการซ่อมแซมเป็น 1/2?
Anonim

ตอบ:

# (3U) / (7mug) #

คำอธิบาย:

ในขณะที่พยายามแก้ปัญหานี้เราสามารถพูดได้ว่าการรีดบริสุทธิ์ครั้งแรกเกิดขึ้นเพียงเพราะ # U = omegar # (ที่ไหนโอเมก้า # # คือความเร็วเชิงมุม)

แต่เมื่อการชนเกิดขึ้นความเร็วเชิงเส้นจะลดลง แต่ในระหว่างการปะทะไม่มีการเปลี่ยนแปลง โอเมก้า # #ดังนั้นถ้าความเร็วใหม่เป็น # v # และความเร็วเชิงมุมคือ # โอเมก้า '# จากนั้นเราต้องค้นหาหลังจากกี่ครั้งเนื่องจากแรงบิดภายนอกที่ใช้โดยแรงเสียดทานมันจะอยู่ในการกลิ้งบริสุทธิ์เช่น # v = omega'r #

ตอนนี้ได้รับค่าสัมประสิทธิ์ของการซ่อมแซมคือ #1/2# ดังนั้นหลังจากการปะทะกันทรงกลมจะมีความเร็วเป็น # u / 2 # ในทิศทางตรงกันข้าม

ดังนั้นความเร็วเชิงมุมใหม่จะกลายเป็น # โอเมก้า = -u / R # (การปรับทิศทางตามเข็มนาฬิกาให้เป็นบวก)

ตอนนี้แรงบิดภายนอกกระทำเนื่องจากแรงเสียดทาน #tau = r * f = I อัลฟ่า # ที่ไหน # F # คือแรงเสียดทานที่กระทำอัลฟา # # คือการเร่งความเร็วเชิงมุมและ #ผม# เป็นช่วงเวลาแห่งความเฉื่อย

ดังนั้น,# r * mumg = 2/5 mr ^ 2 alpha #

ดังนั้น,#alpha = (5mug) / (2r) #

และเมื่อพิจารณาถึงแรงเชิงเส้นเราจะได้ # แม่ = mumg #

ดังนั้น,# A = # แก้ว

ตอนนี้ให้หลังจากเวลา # เสื้อ # ความเร็วเชิงมุมจะเป็น # โอเมก้า '# ดังนั้น # omega '= omega + alphat #

และหลังจากเวลา # เสื้อ # ความเร็วเชิงเส้นจะเป็น # v #,ดังนั้น # v = (u / 2) - ที่ #

สำหรับการเคลื่อนไหวที่บริสุทธิ์

# v = omega'r #

การใส่ค่าของ # อัลฟาโอเมก้า # และ # A # เราได้รับ, # t = (3U) / (7mug) #