Ein starrer Stab mit Masse wird zunächst durch eine Schnur in einem Winkel zu einer reibungsfreien Ebene gehalten. Dann wird die Schnur geschnitten. Was passiert mit der Rute? Meine Intuition schlägt vor, dass die Stange nach links gleiten sollte, aber ich kann nicht herausfinden, wie dies geschehen soll, wenn die einzigen beteiligten Kräfte vertikal sind (Reaktionskraft und Gewicht). Während die Reaktionskraft anfänglich das Gewicht ausgleichen sollte, bewirkt die Reaktionskraft außerdem, dass sich die Stange um ihren Massenmittelpunkt dreht. Dies würde dazu führen, dass das mit der Oberfläche in Kontakt stehende Ende des Stabs diese verlässt. Aber dann verschwindet die Reaktionskraft und das Gewicht des Stabes legt ihn wieder auf die Oberfläche. Ich bin mir auch nicht sicher, wie ich mit dieser "ruckartigen Bewegung" umgehen soll.
Ich vermute aus Ihrer Beschreibung, dass das linke Ende der Stange das Ende ist, das den Boden berührt, und das rechte Ende an der Stelle, an der die Schnur geschnitten wird, in der Luft ist.
Ich denke, was passieren wird, ist Folgendes: Wenn die Schnur durchtrennt wird, wird die Schwerkraft dazu führen, dass die Stange fällt, so dass ihr Schwerpunkt vertikal fällt. Wenn die Stange fällt, dreht sie sich, um horizontaler zu werden (sie muss horizontal sein, wenn sie auf dem Boden landet). Dadurch bewegt sich natürlich das linke Ende der Stange, die bereits auf dem Boden liegt, nach links (Ihre Intuition ist in dieser Hinsicht richtig), aber das rechte Ende bewegt sich nach rechts, wodurch keine horizontale Bewegung des Stabs gewährleistet ist Zentrum der Schwerkraft.
Welche Kräfte verursachen diese Bewegung der Enden? Sie werden innere Kräfte innerhalb der Stange sein (verursacht, weil die äußeren Kräfte wirken, um die Stange zusammenzudrücken, und die Stange darauf reagiert). Diese inneren Kräfte wirken entlang der Stange und haben somit eine horizontale Komponente. Wenn Sie diese horizontalen Komponenten entlang der gesamten Stange summieren / integrieren, heben sie sich auf und summieren sich zu Null, aber an einem bestimmten Punkt entlang der Stange ist die auf dieses Stangenstück wirkende horizontale Kraft ungleich Null.
Das linke Ende der Stange wird den Boden nicht verlassen, während die Stange fällt : Die Stange fällt und dreht sich gleichzeitig, und die vertikale Komponente der beiden Bewegungen hebt sich am linken Ende genau auf, sodass sich das linke Ende nur horizontal bewegt am Boden entlang. (Die gesamte Stange kann natürlich unmittelbar nach dem Fallen infolge der Kollision mit dem Boden vom Boden abprallen, aber ich glaube nicht, dass Sie danach gefragt haben).
Die einzige ausgeübte Kraft ist vertikal. Die horizontale Position des Massenschwerpunkts kann sich also nicht ändern. Angenommen, die linke Kante gleitet nicht nach links (in diesem Fall verschiebt sich der Schwerpunkt nach rechts). Es sagt alles.
Nur wenn (die Oberfläche, auf die der Stab fällt/oder der Stab) elastisch ist, kommt es zu einer ruckartigen Bewegung und einem Rückprall und damit zu einer möglichen Verschiebung der horizontalen Position des Massenschwerpunkts.
Brandon Enright