2025-04-15
В сферическую полость поместили гантель (два шарика массы $m$ каждый, соединенные невесомым стержнем) так, как показано на рис. Определите силу давления шариков на стенки сразу же после того, как гантель отпустили. Радиус шариков гантели много меньше радиуса сферы.
Решение:
В начальный момент времени скорости шариков равны нулю, поэтому ускорение шариков является тангенциальным.
Направление ускорения шариков показано на рис. Пусть $T$ - сила упругости стержня, тогда ускорения шариков
$a_{1} = \frac{T}{\sqrt{2} m}$;
$a_{2} = g - \frac{T}{\sqrt{2} m}$;
Поскольку $a_{1} = a_{2}$, то $\frac{T}{\sqrt{2} m} = g - \frac{T}{\sqrt{2} m}$.
В результате,
$N_{1} = \frac{3}{2} mg$; $N_{2} = \frac{1}{2} mg$.