2018-03-10
Обруч радиуса $R = 1 м$ и толчком «закручивают» вокруг столба диаметром $d = 0,4 м$. Какую скорость $v$ нужно придать обручу ($v$ - скорость его центра), чтобы он не съезжал вниз? Коэффициент трения $\mu = 0,05$.
Решение:
Будем считать, что обруч вращается, оставаясь почти горизонтальным. Тогда центр его движется по окружности радиуса
$r = \left ( R - \frac{d}{2} \right )$
под действием горизонтальной силы реакции столба $N$
$N = Mv^{2}/r$.
Как обычно, $F_{тр} \leq \mu N$ и $F_{тр} = Mg$ ($M$ - масса обруча). Отсюда
$v \geq \sqrt{ \frac{g(R - d/2) }{ \mu} } \approx 12 м/с$.