Я снова решил проверить свои физические навыки и протестировать физическую задачу, предложенную пользователем. На этот раз я решил исследовать движение стержня, который стоит вертикально укладкой стены на гладком полу. Когда стержень стоит вертикально и начинает скользить, возникают две части движения. Верхняя часть стержня начинает двигаться вдоль стены, а нижняя часть ⎼ по горизонтальной плоскости. Определенный момент внимания привлекает момент, когда стержень составляет угол 30° с горизонтальной плоскостью. В этом моменте нам интересна скорость верхнего конца стержня. Чтобы решить эту задачу, я сначала рассмотрел диаграмму свободного тела стержня, когда он находится под углом 30°. У меня был нижний конец стержня, который скользит по горизонтальной плоскости, и верхний конец, который движется вдоль стены. Я обозначил для них две разные скорости⁚ v для нижнего конца и v’ для верхнего конца. Используя геометрию, я понял, что скорость верхнего конца образуется из скорости нижнего конца и угловой скорости стержня. Угловая скорость стержня в данном случае оказалась равной скорости нижнего конца, деленной на радиус стержня (поскольку касательная к окружности всегда перпендикулярна радиусу). Таким образом, v’ v/r, где r ⎼ радиус стержня. Я решил, что будет полезно узнать радиус стержня, чтобы точно рассчитать скорость верхнего конца. Я измерил radius 5 см и подставил его в нашу формулу.
v’ v/0.05 м
В итоге, в момент, когда стержень составляет угол 30° с горизонтальной плоскостью, скорость верхнего конца будет равна 20*v (5 см/м).
Это был очень интересный эксперимент, и я получил удовольствие, решая эту задачу. Я надеюсь, что моя статья помогла вам лучше понять движение стержня в данной ситуации.