Logo
Logo

Вращающаяся гильза

Разбалловка

1  ?? При каком минимальном значении $v_0=v_{\min}$ гильза пролетит через отверстие (начальная угловая скорость $\omega_0$ всегда одна и та же)?

1 Указано (используется в решении), что угол $\alpha$ между скоростью точек поверхности и направлением движения остается постоянным или показано, что $\dfrac{\omega R}{v}=const$ 1.00
2 Найдена проекция силы трения на направление движения в виде $F_x = F(x)\dfrac{v_0}{\sqrt{(\omega_0 R)^2 + v_0^2}}$ 1.00
3 Если уравнение записано в виде $F_x (x)=F(x) \cos⁡ \alpha$ без правильного выражения для $\alpha$ 0.50
4 Корректно записан закон сохранения энергии для прохождения гильзы через отверстие 1.00
5 Получен правильный ответ для минимальной скорости 2.00
2  ?? Чему будет равна при этом (при $v_0=v_{\min}$) угловая скорость $\omega_1$ вращения гильзы в момент, когда гильза окажется целиком внутри плиты?

1 При ответе на второй вопрос использована связь скорости движения и угловой скорости $\dfrac{\omega R}{v}=\dfrac{\omega_0 R}{v_0}$ или $\dfrac{\omega}{v}=\dfrac{\omega_0 }{v_0}$ 1.00
2 Из закона сохранения энергии получено $v_1=\frac{v_0}{\sqrt{2}}$ 1.00
3 Получен ответ на второй вопрос $\omega_1=\frac{\omega_0}{\sqrt{2}}$ 1.00
3  ?? Через какое время $\tau$ от момента влета в отверстие при начальной скорости $v_0\ge v_{\min}$ гильза окажется внутри плиты целиком?

1 Указано, что уравнения движения гильзы в отверстии аналогичны уравнению колебаний или явно записано уравнение движения 0.50
2 Найдена эффективная частота для движения гильзы через отверстие $\Omega = \sqrt{\dfrac{F_0 \cos \alpha}{ml}}$ 1.00
3 Правильно записан закон движения гильзы до момента полного погружения гильзы в отверстие $x = x_0 \sin \Omega t$ 0.50
4 Найдена эффективная амплитуда – коэффициент перед синусом $x = v_0 \sqrt{\dfrac{ml}{F_0 \cos \alpha}}$ 1.00
5 Найдено искомое время движения
$$
\tau = \frac{1}{\Omega} \arcsin \frac{\Omega l}{v_0}= \sqrt{\frac{ml}{F_0 \cos \alpha}} \arcsin \left( \sqrt{\frac{F_0 l \cos\alpha}{m v_0^2}}\right) =\sqrt{\frac{ml \sqrt{(\omega_0 R)^2 + v_0^2}}{F_0 v_0}} \arcsin \left( \sqrt{\frac{F_0 l}{m v_0 \sqrt{(\omega_0 R)^2 + v_0^2}}}\right).
$$
1.00