417. Упражнение.
Относительное движение тяжелой точки, находящейся на идеально гладкой наклонной плоскости Р, которая вращается с постоянной угловой скоростью о вокруг вертикали. Примем за ось
направленную вверх ось вращения (рис. 247), за начало О — точку, в которой эта ось пересекает плоскость, за ось
— горизонталь плоскости и за ось
— перпендикуляр к плоскости
Следовательно, триэдр
вращается вокруг
с угловой скоростью
и ее проекции
имеют значения
Если через
обозначить расстояние движущиейся точки от оси
то центробежная сила будет равна
а ее проекции на оси
равны
Пусть I — угол наклона плоскости к горизонту,
— нормальная реакция плоскости, считаемая положительной, когда она расположена над плоскостью. Тогда, обозначая штрихами производные по
будем иметь следующие уравнения относительного движения:
Рис. 247.
Исключим
и заменим
через
(уравнение плоскости Р). Получим
Следовательно, переменные x и у определяются в функции
двумя линейными уравнениями с постоянными коэффициентами. Эти уравнения можно проинтегрировать, положив
где А — произвольная постоянная,
удовлетворяют условиям
Это уравнение имеет четыре корня
попарно равных, но противоположных по знаку;
будет вещественным, когда
Тогда интегралы будут иметь вид:
За подробностями отсылаем к задачнику де Сен-Жермена (Saint-Germain, Recueil d’Exercices sur la Mfecanique rationnelle, Gauthier-Villars). Точка
является положением относительного равновесия.