\documentclass[a4paper,12pt]{report} \usepackage[cp1251]{inputenc} \usepackage[russian]{babel} %\usepackage{epsfig} \usepackage{amssymb,amsmath} %\usepackage{floatflt} %\usepackage{setspace} %\usepackage{titpg} \setlength{\textwidth}{16.cm} \setlength{\textheight}{24.0cm} \setlength{\oddsidemargin}{1.0cm} \setlength{\evensidemargin}{0.0in} \setlength{\topmargin}{-0.0in} %opening \title{Задачки по физике. Решения.} \author{Alexei V. Mezin} \begin{document} %\maketitle \textbf{Задача:} Через неподвижный блок с моментом инерции $I$ и радиусом $r$ перекинута нить, к одному концу которой подвешен груз массы $m$. Другой конец нити привязан к пружине с закреплёнными нижним концом. Вычислить период колебаний груза, если коэффициент упругости пружины равен $k$, а нить не может скользить по поверхности блока. ~ \textbf{Решение:} Честно говоря, лениво рисовть картинку и наносить на нее силы и их направления. Так что сам подумай, как там что направлено. А я просто решение напишу, знаки перед силами ``от балды'', но чтоб ответ получился. Силой тажести принебрегаем, так как она не влияет на период, а только дает смещение положения равновесия. Запишем уравнение моментов для блока: \begin{equation} I\frac{d\omega}{dt} = r(F_2 - F_1) \end{equation} где $F_2$ и $F_1$ силы, действующие на блок со стороны пружинки и груза. \begin{equation} \begin{array}{rcl} F_1 = m\ddot{x}\\ F_2 = - kx \end{array} \end{equation} Так как нить нерастяжимая и не проскальзывает, то можно записать ускорение точки на краю блока \begin{equation} r\frac{d\omega}{dt} = a = \ddot x \end{equation} Соберем все выражения в одном месте \begin{equation} I\frac{\ddot x}{r} = r(-kx-m\ddot x) \end{equation} откуда несложно получить классическое уравнение гармонических колебаний \begin{equation} \ddot x(I+mr^2)+kr^2x=0 \qquad \Longrightarrow \qquad \ddot x + \frac{kr^2}{I+mr^2}x=0 \end{equation} Отсюда сразу можно записать \textbf{ответ}: \begin{equation} T=2\pi\sqrt{\frac{\frac{I}{r^2}+m}{k}} \end{equation} \end{document}