Механическая система под действием сил тяжести приходит в движение из состояния покоя

Рассмотрим движение неизменяемой механической системы, состоящей из весомых тел 1,2,3 и невесомого водила. На систему действуют внешние силы: силы тяжести , , , реакции , , , сила трения скольжения , действующая на груз 1.
Найдем положение тел системы когда груз 1 пройдет путь S.
Так как нити нерастяжимы, то когда груз 1 пройдет путь S, точка внутреннего обода колеса 2 так же пройдет путь S и шкив повернется на угол .Так как колесо 3 катится по колесу 2 без проскальзывания, то положение точки их контакта А и соединяющее их водило, также повернутся на угол . Конечное положение системы изображено на рисунке 2:
В
S
3
1
2
α
А
h
Рис.2
Для определения воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии:
.(1)
Определяем и . Так как в начальный момент система находится в покое, то . Величина равна сумме кинетических энергий всех тел системы: .
Учитываем:
1) тело 1 движется поступательно ;
2) шкив 2 вращается вокруг неподвижной оси ;
3) колесо 3, движется плоскопараллельно: