Κύλιση και κέντρο μάζας.

Αφού ο τροχός κυλίεται χωρίς να ολισθαίνει, αν ο άξονας Ο του τροχού μετατοπισθεί κατά dx, τότε θα έλθει σε επαφή με το έδαφος μήκος τόξου ds = dx. Έτσι:

dθ·R=dx

dx/dt = (dθ·R)/dt

υο =ω·R, από όπου ω=υ/R= 1,6/0,8rad/s=2rad/s.

Η μέγιστη ταχύτητα του σώματος Σ είναι τη στιγμή που βρίσκεται στην κατακόρυφο που περνά από τον άξονα Ο, όπως στο σχήμα (α) και η ελάχιστη, όπως στο (β) σχήμα.

Αλλά η γραμμική του ταχύτητα είναι ίση με

υγρ= ω·r = 2·0,6 m/s = 1,2 m/s, οπότε

υmax = υο+ υγρ = 1,6m/s+ 1,2m/s =2,8m/s

και υmin= υο-υγρ= 1,6m/s- 1,2m/s = 0,4m/s.

β) Επειδή ο τροχός και το σώμα Σ έχουν την ίδια μάζα, το κέντρο μάζας του συστήματος, είναι ένα σημείο Κ στο μέσον της απόστασης ΟΣ, δηλαδή σε απόσταση r1=0,3m από τον άξονα. Η μέγιστη ταχύτητα του Κ είναι όταν το σύστημα βρίσκεται στη θέση που δείχνεται στο (α) σχήμα, οπότε:

υmaxΚ = υο+ υγρ = υο+ω·r1= 1,6m/s+ 2·0,3m/s =2,2m/s.