摩擦力F=μN
圆柱体平面运动微分运动方程
M.ac=-F (1)
N=Mg (2)
F.R=Jε=(MR*2/2)ε (3)
上三式 解得:
质心加速度 ac=-μg (a)
圆柱角加速度 ε=2μg/R (顺时针) (b)
经ts后质心速度 vc=v0-ac.t=v0-μg.t (c)
经ts后圆柱角速度
ω=ω0-εt=ω0-2μgt/R (d)
圆柱滑动停止时即为纯滚动,有:
vc=Rω
将(a)(c)(d)代入上式
v0-μg.t=R(ω0-2μgt/R) -->
滑动停止时为
t=(Rω0-v0)/μg
代入(c)式的质心速度
vc=v0-μg.t =v0-μg(Rω0-v0)/μg=2v0-Rω0
滑动时摩擦力相对质心力矩 Mf=-μMgR
角加速度:α=Mf/J=-2μg/R
则:ω=ω0+αt
质心加速度a=-μg
质心速度v=V0+at
由题意:当 v=-ωR 时,停止滑动
即:v0-μgt=-(ω0-2μgt/R)R
解得 t=(v0+ω0R)/μg
此时质心速度v=-ω0R