Механика твердого тела - 68 стр.

UptoLike

Рубрика: 

68 Ìåõàíèêà
îáðàçîì, â íàøåì ñëó÷àå > ω
êð
)
âðàùåíèå áóäåò íåóñòîé÷èâûì, è
âîë÷îê ïåðåâåðíåòñÿ íà íîæêó (òî÷-
êà 2 â îáëàñòè II íà ðèñ. 4.19).
Ñëåäóåò îáðàòèòü âíèìà-
íèå, ÷òî â ïðîöåññå ïåðåâîðà÷è-
âàíèÿ âîë÷êà ðåçóëüòèðóþùèé
ìîìåíò èìïóëüñà ñîõðàíÿåò ñâîå
ïåðâîíà÷àëüíîå íàïðàâëåíèå, òî
åñòü âåêòîð L âñå âðåìÿ íàïðàâ-
ëåí âåðòèêàëüíî ââåðõ. Ýòî îçíà-
÷àåò, ÷òî â ñèòóàöèè, èçîáðàæåííîé íà ðèñ. 4.20á, êîãäà îñü âîë÷êà ãîðè-
çîíòàëüíà, âðàùåíèå âîêðóã îñè ñèììåòðèè âîë÷êà îòñóòñòâóåò! Äàëåå,
ïðè îïðîêèäûâàíèè íà íîæêó, âðàùåíèå âîêðóã îñè ñèììåòðèè áóäåò
ïðîòèâîïîëîæíî èñõîäíîìó (åñëè ñìîòðåòü âñå âðåìÿ ñî ñòîðîíû íîæ-
êè, ðèñ. 4.20â).
 ñëó÷àå ÿéöåîáðàçíîãî âîë÷êà ïîâåðõíîñòü òåëà â îêðåñòíîñòè
òî÷êè îïîðû íå ÿâëÿåòñÿ ñôåðîé, íî ñóùåñòâóþò äâà âçàèìíî ïåðïåíäè-
êóëÿðíûõ íàïðàâëåíèÿ, äëÿ êîòî-
ðûõ ðàäèóñ êðèâèçíû â òî÷êå îïî-
ðû ïðèíèìàåò ýêñòðåìàëüíûå (ìè-
íèìàëüíîå è ìàêñèìàëüíîå) çíà-
÷åíèÿ. Îïûòû ïîêàçûâàþò, ÷òî â
ñëó÷àå, èçîáðàæåííîì íà ðèñ.
4.21à, âðàùåíèå áóäåò íåóñòîé÷è-
âûì, è âîë÷îê ïðèíèìàåò âåðòè-
êàëüíîå ïîëîæåíèå, ðàñêðó÷èâà-
ÿñü âîêðóã îñè ñèììåòðèè è ïðî-
äîëæàÿ óñòîé÷èâîå âðàùåíèå íà
áîëåå îñòðîì êîíöå. Ýòî âðàùåíèå
áóäåò ïðîäîëæàòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà ñèëû òðåíèÿ íå ïîãàñÿò â äîñòàòî÷-
íîé ìåðå êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ âîë÷êà, óãëîâàÿ ñêîðîñòü óìåíüøèòñÿ
(ñòàíåò ìåíüøå ω
0
), è âîë÷îê óïàäåò.
LLL
LL
Ðèñ. 4.20
Ðèñ. 4.21
à á â
68                                                          Ìåõàíèêà
                                      îáðàçîì, â íàøåì ñëó÷àå (ω > ωêð)
        L            L          L     âðàùåíèå áóäåò íåóñòîé÷èâûì, è
                                      âîë÷îê ïåðåâåðíåòñÿ íà íîæêó (òî÷-
                                      êà 2 â îáëàñòè II íà ðèñ. 4.19).
                                              Ñëåäóåò îáðàòèòü âíèìà-
                                      íèå, ÷òî â ïðîöåññå ïåðåâîðà÷è-
                                      âàíèÿ âîë÷êà ðåçóëüòèðóþùèé
                                      ìîìåíò èìïóëüñà ñîõðàíÿåò ñâîå
       à             á        â       ïåðâîíà÷àëüíîå íàïðàâëåíèå, òî
                                      åñòü âåêòîð L âñå âðåìÿ íàïðàâ-
                Ðèñ. 4.20             ëåí âåðòèêàëüíî ââåðõ. Ýòî îçíà-
÷àåò, ÷òî â ñèòóàöèè, èçîáðàæåííîé íà ðèñ. 4.20á, êîãäà îñü âîë÷êà ãîðè-
çîíòàëüíà, âðàùåíèå âîêðóã îñè ñèììåòðèè âîë÷êà îòñóòñòâóåò! Äàëåå,
ïðè îïðîêèäûâàíèè íà íîæêó, âðàùåíèå âîêðóã îñè ñèììåòðèè áóäåò
ïðîòèâîïîëîæíî èñõîäíîìó (åñëè ñìîòðåòü âñå âðåìÿ ñî ñòîðîíû íîæ-
êè, ðèñ. 4.20â).
        ñëó÷àå ÿéöåîáðàçíîãî âîë÷êà ïîâåðõíîñòü òåëà â îêðåñòíîñòè
òî÷êè îïîðû íå ÿâëÿåòñÿ ñôåðîé, íî ñóùåñòâóþò äâà âçàèìíî ïåðïåíäè-
                                      êóëÿðíûõ íàïðàâëåíèÿ, äëÿ êîòî-
               L               L      ðûõ ðàäèóñ êðèâèçíû â òî÷êå îïî-
                                      ðû ïðèíèìàåò ýêñòðåìàëüíûå (ìè-
                                      íèìàëüíîå è ìàêñèìàëüíîå) çíà-
                                      ÷åíèÿ. Îïûòû ïîêàçûâàþò, ÷òî â
                                      ñëó÷àå, èçîáðàæåííîì íà ðèñ.
                                      4.21à, âðàùåíèå áóäåò íåóñòîé÷è-
                                      âûì, è âîë÷îê ïðèíèìàåò âåðòè-
                                      êàëüíîå ïîëîæåíèå, ðàñêðó÷èâà-
                                      ÿñü âîêðóã îñè ñèììåòðèè è ïðî-
                 Ðèñ. 4.21            äîëæàÿ óñòîé÷èâîå âðàùåíèå íà
                                      áîëåå îñòðîì êîíöå. Ýòî âðàùåíèå
áóäåò ïðîäîëæàòüñÿ äî òåõ ïîð, ïîêà ñèëû òðåíèÿ íå ïîãàñÿò â äîñòàòî÷-
íîé ìåðå êèíåòè÷åñêóþ ýíåðãèþ âîë÷êà, óãëîâàÿ ñêîðîñòü óìåíüøèòñÿ
(ñòàíåò ìåíüøå ω 0 ), è âîë÷îê óïàäåò.