ГЛАВА 12. ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ДВИЖЕНИЕ. КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА

Из этого соотношения следует, что с увеличением угловой скорости вращения сосуда сила реакции дна уменьшается, а при угловой скорости

она обращается в нуль. Это значит, что при такой угловой скорости контакт шарика и пола пропадает и при дальнейшем увеличении скорости вращения он будет выброшен из сосуда.

А какая сила выбрасывает шарик из сосуда? Вопрос относительно этой силы неточно сформулирован. Шарик выбрасывается из сосуда не благодаря какой-то силе, а благодаря инерции. Этот процесс происходит так.

Представим себе, что сосуд медленно увеличивает скорость вращения. Тогда и шарик будет вращаться вместе с сосудом все быстрее и быстрее (а для этого, конечно, необходима сила трения, пусть и маленькая; в отсутствие силы трения сосуд будет проворачиваться под шариком, который будет стоять на месте). Тогда в каждый момент времени шарик, стремясь двигаться по инерции, прижимается к стенке сосуда, в результате чего возникает центростремительная сила, заставляющая его вращаться. При увеличении скорости вращения шарик будет «налетать» на стенку сосуда с большей скоростью, и наклон стенки окажется недостаточным, чтобы удержать его внутри сосуда. Таким образом, можно сказать, что шарик выбрасывается из сосуда своей инерцией.

После рассмотрения всех этих примеров можно сформулировать основные принципы решения задач на динамику вращательного движения. Как правило, это задачи, в которых рассматривается вращательное движение тела и необходимо найти связи между кинематическими и динамическими характеристиками (скорость и радиус окружности с одной стороны и силы, действующие на тело, с другой). В этом рассмотрении нужно придерживаться следующего примерного плана.

1. Сначала необходимо убедиться, что речь действительно идет о вращательном движении, понять, по какой окружности движется тело, известны ли нам скорость вращения и радиус этой окружности.