触面形成半径为 a的圆形接触斑,滚动摩擦系数为δ,求球体最终停止滚动前,质心走过的总路程 L。
若球体初始时自转轴与竖直方向存在θ角的倾角,考虑重力矩引起的进动效应,定性分析球体滚动轨迹的变化规律,并推导进动角速度Ω的表达式。】
“来吧,动笔算算,不算难。”
陈老扔下粉笔,笑呵呵的说道。
李东在下面认真的看完题目,深以为然的点了点头。
确实不算难,这个老师真实诚。
就在刚才,李东的脑子里已经跑完了全部的推导逻辑。
他拔开笔帽,在草稿纸上写了起来:
“第一问,对质心的转动惯量 J = 2/5 MR²,滑动摩擦力 f =μMg,质心加速度 a =-f/M =-μg……”“对接触点的角动量守恒,因为摩擦力对接触点的力矩为零,所以初始角动量 Jω₀+ Mv₀R = Jω+ MvR,再结合纯滚动条件 v =ωR,联立就能解出 v和 t……”
简单的说,第一问就是纯滚动问题,顶多也就是个华轩杯复赛中档题的水平。
第二问就是圆形接触斑的滚动摩擦问题,不过是引入了一个阻力矩的微元积分。
求个积分,算出阻力矩,再用动能定理一卡,比第一题稍微难了一丢丢,但也仅此而已。
至于第三问……
别人可能觉得进动效应是最难的,但李东却觉得这是最简单的一问。
进动问题?开什么玩笑!他前几天刚披着“愚蠢侄子”的马甲,在群里跟勒维耶和牛顿讨论水星近日点进动和天体轨道摄动问题!
跟这种级别的问题比较起来,经典力学框架下的刚体进动,简直就是小儿科。
甚至这个问题连章动效应都没涉及,纯粹就是考一个(M = dL/dt)而已。
李东花了大概 3到 4分钟的时间,就在草稿纸上写下了三问的最终表达式,顺便还在旁边画了个进动轨迹的受力示意图。
搞定。
李东放下笔,抬起头看了看周围的同学。
只见周围这些六中英才班的学霸们,一个个眉头紧锁,揪着自己的头发。
看着大家这副模样,李东心里暗自琢磨。
“看来物理,我应该比他们强一点,估计他们还得算一会。”
李东完全忽略了一个情况,那就是这群学霸有可能算不出来。
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