Решение

Городская олимпиада (3-й этап) 2000 9 класс № 1
  1. Движение связанных шайб можно представить как суперпозицию поступательного равномерного движения центра масс и вращения вокруг оси, проходящей через центр масс. Координату центра масс найдем по формуле

Скорость центра масс

а угловая скорость вращения

В таком представлении зависимости координат шайб от времени почти очевидны:

Для построения траекторий можно нарисовать нескольких положений связанных шайб при изменении угла поворота, например на , и соединить их плавными линиями. Для этого удобно переписать уравнения движения в зависимости от угла поворота :

Результат построения показан на следующем рисунке

Более эффектная картинка получится, если уменьшить шаг изменения угла поворота

Траекториями движения являются две циклоиды, первая из которых - удлиненная.

Схема оценивания.

Номер пункта Содержание баллы всего в том числе за подпункты
1 Разложение движения на составляющие 2
2 Уравнения законов движения 5
- положение центра масс 1
- скорость центра масс 1
- угловая скорость вращения 1
- закон движения тела 1
- закон движения тела 1
3 Построение траекторий 3
- метод построения 1
- тела 1
- тела 1
всего 10