Σύστημα σωμάτων vs Στερεό σώμα

Μια σφαίρα μάζας Μ και ακτίνας R είναι συνδεδεμένη με ράβδο μήκους l και μάζας m μέσω ενός κατακόρυφου άξονα περιστροφής, έτσι ώστε να υπάρχει η δυνατότητα περιστροφής της σφαίρας σε σχέση με τη ράβδο. (Η σφαίρα έχει τρυπηθεί και το άκρο της ράβδου φτάνει στο κέντρο της σφαίρας από το οποίο περνάει ο άξονας περιστροφής). Το σύστημα είναι αρχικά ακίνητο σε οριζόντια θέση (με τον άξονα περιστροφής κατακόρυφο) και δίνεται μια ώθηση στη ράβδο έτσι ώστε αυτή να στρέφεται σε οριζόντιο επίπεδο γύρω από κατακόρυφο άξονα που περνά από το άλλο άκρο Ο της ράβδου με γωνιακή ταχύτητα ω.

α) Να προσδιοριστεί η κίνηση που θα εκτελέσει κάθε σώμα του συστήματος και να υπολογιστεί

i) η στροφορμή του κάθε σώματος καθώς και του συστήματος

ii) η κινητική ενέργεια του κάθε σώματος καθώς και του συστήματος


Καθώς το σύστημα περιστρέφεται, ξαφνικά “μπλοκάρει” ο άξονας που διέρχεται από το κέντρο της σφαίρας, εμποδίζοντας έτσι την περιστροφή της σφαίρας σε σχέση με τη ράβδο.

β) Να υπολογιστεί η καινούρια γωνιακή ταχύτητα του συστήματος

Απάντηση:
Σε pdf
και σε Open Office