Вращение массивного тела внутри массивной полой сферы

[Анатолий Либерман]

Уважаемые участники форума! Хотелось бы получить решение следующей задачи.
Имеется полая массивная сфера. Внешних воздействий нет. В центре сферы находится невесомая площадка, жёстко прикреплённая невесомым штырём к сфере. К площадке жёстко прикреплён двигатель, способный создавать крутящий момент. К двигателю прикреплён невесомый штырь. Штырь параллелен площадке. На конце штыря находится массивный шар. Шар жёстко прикреплён к штырю. Масса двигателя - М, длина штыря – r, масса шара – m. Размерами двигателя и шара пренебрегаем. Двигатель начинает вращать штырь. По достижении некоторой скорости она перестаёт увеличиваться. Её скалярная величина – v.
Вопрос:
1. Какая сила воздействует на шар?
2. Какая сила воздействует на двигатель?

[morozov]

1. Какая сила воздействует на шар?
2. Какая сила воздействует на двигатель?

Здесь "сила" называется момент сил.

В физике момент силы можно понимать как «вращающая сила». В Международной системе единиц (СИ) единицей измерения момента силы является ньютон-метр. Момент силы иногда называют моментом пары сил, это понятие возникло в трудах Архимеда над рычагами. В простейшем случае, если сила приложена к рычагу перпендикулярно ему, момент силы определяется как произведение величины этой силы на расстояние до оси вращения рычага. Например, сила в 3 ньютона, приложенная к рычагу на расстоянии 2 метра от его оси вращения, создаёт такой же момент, что и сила в 1 ньютон, приложенная к рычагу на расстоянии 6 метров от оси вращения. Более точно момент силы частицы определяется как векторное произведение:

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0 ... 0%BB%D1%8B
С вообще берите в руки учебник.... Своим умом доходить до всего не рационально. Многое из того, что Вы с таким трудом осиливаете уже понято и расписано во всей красе...

[Анатолий Либерман]

Валерий Борисович, Вы привели идиотскую статью из Википедии. "В физике момент силы можно понимать как "вращающая сила"" - это дикость. Траектория движения тела и направление действия силы в общем случае могут не совпадать. Пример: самолёт летит горизонтально, из него выпадает массивный шар; если пренебречь сопротивлением воздуха, то в системе Земли на шар действует единственная сила - сила тяжести, направленная вниз, а траектория движения шара - парабола. Так что же, в данном случае сила тяжести должна быть названа "параболическая сила"? Чушь! Но статья, хотя и идиотская, но не клинически, т.к. в ней всё-таки сказано, что момент силы - это произведение силы на её плечо. Вот силы я и хочу определить. Причём в чистом виде - в литературе путаница между центробежной и центростремительной силой. Для того, что бы прояснить для себя ситуацию я решил избавиться от гравитации - вращение происходит в массивной полой сфере при отсутствии внешнего воздействия на неё. А Вы - совсем не в ту степь.

[morozov]

Вообще-то это изучают в школе.

Вот силы я и хочу определить. Причём в чистом виде - в литературе путаница между центробежной и центростремительной силой.

Подозреваю путаница не в литературе...
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/boo ... t1_ru.djvu
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/boo ... 940ru.djvu

Для того, что бы прояснить для себя ситуацию я решил избавиться от гравитации - вращение происходит в массивной полой сфере при отсутствии внешнего воздействия на неё.

Есть закон сохранения момента инерции. Двигатель вращает одновременно и центральное тело и сферу.

[Анатолий Либерман]

Вообще-то это изучают в школе.

Вот силы я и хочу определить. Причём в чистом виде - в литературе путаница между центробежной и центростремительной силой.

Подозреваю путаница не в литературе...
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/boo ... t1_ru.djvu
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/boo ... 940ru.djvu

Для того, что бы прояснить для себя ситуацию я решил избавиться от гравитации - вращение происходит в массивной полой сфере при отсутствии внешнего воздействия на неё.

Есть закон сохранения момента инерции. Двигатель вращает одновременно и центральное тело и сферу.

Открыть ссылки, к сожалению, не удалось, но я определил, что первая - это берклиевский курс физики, вторая - Ландау и Пятигорский. Сомневаюсь, что в школе Вы учили физику по этим книгам.
Насчёт сохранения момента инерции согласен. Не учёл. Спасибо. Должны быть два штыря, расположенные один над другим. Двигатель вращает их в противоположные стороны.

[morozov]

Вы угадали в школе (8 класс) я получил первую премию на физической олимпиаде и моей настольной книгой стал курс Ландау и Лифшица, т.2 (теория поля). До этого читал всякую ерунду Путилова вроде, книжки с картинками... потом вообще пошел работать и ходил в "ленинку", в школу прогуливал....

Вы бы скачали бесплатную программу windjview
https://windjview.sourceforge.io/ru/
Без нее вы не провинитесь никуда. Вот хорошая библиотека, можно не отрывая задницы от дивана получить неплохое образование.
http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library.htm

Успехов!

[Анатолий Либерман]

...в школе (8 класс)...моей настольной книгой стал курс Ландау и Лифшица, т.2 (теория поля).

Сказки братьев Гримм и Андерсена интереснее Ваших.

[morozov]

В любой профессии, человек либо постоянно учится, либо он занимается ненужным делом.

[Анатолий Либерман]

Спасибо за перенос темы в "Оффтопик". Но она, к сожалению, присутствует и в "Дискуссионном клубе". Прошу удалить её оттуда.