Анимационная задачка Дробышева о «стержне и шайбе», надо сказать прямо, физически не очень корректна. Физики это понимают. Однако, по идее, уж очень она схожа с задачей об ударе шара по гантели из учебника И. Е. Иродова.
Решение последней приводится, но тем физикам и математикам, кто способен, скажем так, задумываться, подобное её решение, удоволетворения не составляет.
Не всё там так уж гладко. Поэтому оно и провоцирует незатихающие споры.
Это, думается, и есть то, что касается причины появления анимации в Интернете.
Естественно, «порядку», установленому ОРТами в физике, подобное настроение было не по нраву. Оно вносило определённый диссонанс и в понимание подобного взаимодействтя материальных тел, и в процесс обучения.
Шумиха, поднятая вокруг упомянутой анимации, думается, и была направлена против, досадно, продолжающейся той линии – неудовлетворённости принятым порядком решения задач с элементом «удара».
То есть – попыткой погасить эту внутреннюю неудовлетворённость, при помощи решения анимационной задачи со стержнём и шайбой, с использованием метода решения задачи с гантелей. Таким образом, укрепив все решения задач с фактором «удар» по концу протяжённого тела.
Однако автор шумихи, «порядко»-послушный физик («порядок» в физике – это представления в ней, исключительно, ОРТ-овские), дабы, как-то прикрыить это истинное желание ОРТов, причиной, побудившей его к тому, называет сугубо личный мотив: мол, своим примерным решением, якобы пожелал доказать определённому лицу, что оно в физике не разбирается.
Но того решения которое в данном случае должно было бы быть, у него так и не получилось.
А получилось то же самое, что получают, используя для решения подобных задач, те знания о вращательном движении, которые в физике, на сегодняшний день, имеются.
Но, к великому прискорбию, эти знания весьма далеки от того, что об этом толкует Природа.
Какие ошибки, в связи сэтим, были допущены при решении сей задачки.
Для решения задачки, как показал А. Понятов, было принято следующее:
1). В качестве исходного – «уравнение», названное им: «Закон сохранения импульса», которое ни уравнением, ни выражением закона, в реалиях, не является.
mv1R = mv2R + J*w, где: J = mR2/12 - момент инерции (2).
2). w (дубль-ве) – угловая скорость, которую приобретает стержень после удара.
Причём её размерность, которая реально является изменением угла поворота радиуса [рад/с], почему-то полагается - [1/с].
Ведь w = 2πR/T, где длина окружности измеряется не в метрах, а в радиусах, которые принимаются, независимо от их величины, за единицу измерения длины. Поэтому имеет размерность в системе СИ – w [рад/с], где: угол 360°/2π = 57,32° - угловая единица [рад].
Не меньшее удивление вызывает и компоновка «уравнения» (2). То есть, почему момент импульса стержня (MuR) подменён некорректным выражннием, его моментом инерции умноженным на угловую скорость (J*w)? Но об этом позже.
В этом выражении - w = 2πR/T две величины, скажем так, конструктивно являются функциями одной и той же величины – w(R) и Т(R). Посему в кинематике материальной точки, в учебнике не завершённой, которую, кстати, завершил Дедушка (об этом есть и в изданных его книгах и в блоге на БФ), удобней считать не отношение длины окружности
L = 2πR, в радианах, к периоду Т(R) обращения по окружности, а просто, как один (1) оборот за время – t.
Тогда, при длине окружности L = 2πR, принятой за → 1, будем иметь:
w (дубль-ве) =2πR/Т [рад/с] = 1/t, и в новом обозначении - ω (омега) [1/с] (I)
Но символ – ω, имеющий размерность частоты – f, представлять скорость движения,
не может. Поэтому в физике введено следующее выражение, уже не угловой скорости, а скорости нелинейной, в частности, для движения тела по круговой траектории (что А. Понятов, для удобства им получения своего решения, не иначе, как намеренно проигнорировал):
ωR [м/с], она же, мгновенная - vr = d(ωR) [м/с] – скорость изменения угла φ, – Rdφ/dt, порождающая угловое ускорение – Rd2φ/dt2, при равномерном движении по кругу. (II)
-----------------------------
ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ