Дуга окружности с центром в точке касания диска с поверхностью и радиусом, равным радиусу диска
Объяснение:
Если диск катится без проскальзывания, то его мгновенным центром скоростей является точка соприкосновения с поверхностью. Скорость любой точки на диске может быть рассчитана из выражения:
где ω - угловая скорость вращения диска относительно мгновенного центра скоростей
R - расстояние от рассматриваемой точки до мгновенного центра скоростей.
Из рисунка видно, что геометрическим местом точек, имеющих скорость v является дуга окружности с центром в точке касания диска с поверхностью и радиусом, равным радиусу диска.
Давление, оказываемое человеком и собакой на грунт:
P = F/S = mg/S
Масса человека больше массы собаки и сила давления F также больше. Однако, глубина погружения в песок зависит еще и от площади S, на которую распределяется сила давления.
Собака с ее четырьмя лапами имеет площадь опоры (судя по одинаковой глубине погружения в песок) во столько же раз меньшую, во сколько раз ее масса меньше массы человека.
В результате давление Р, которое оказывают на песок человек и собака, оказывается одинаковым.