[¯|¯] Moneta che rotola su un'altra moneta (parte prima)

Ottobre 15th, 2017 | by Marcello Colozzo |

epicicloide,curve cicloidali
Fig. 1

  1. Scrivere l'equazione oraria del moto di un punto P del bordo di una moneta M di raggio R che rotola senza strisciare sul bordo di una moneta M0 di raggio R0>=R.
  2. Determinare una rappresentazione parametrica della traiettoria Γ, individuando eventuali punti singolari.
  3. Discutere il caso r=r0, determinando il numero di rotazioni eseguite da M.

Soluzione
Fissiamo un riferimento cartesiano ortogonale Oxy con origine nel centro della circonferenza

epicicloide,curve cicloidali

come illustrato in fig. 1.

Il problema consiste nel determinare il vettore posizione x(t) del punto P. Dalla fig. 1

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dove xC(t) è il vettore posizione del centro C di
epicicloide,curve cicloidali

mentre y(t) è il vettore spiccato da C verso P. Se la moneta M rotola sul bordo di M ruotando a velocità angolare costante ω0, l'angolo che xC(t) forma con l'asse x si scrive:
epicicloide,curve cicloidali

Esplicitiamo i singoli vettori

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Ma
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per cui

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