We consider the motion of the mechanical system consisting of the case (a solid body) and the inner mass (a material point). The inner mass circulates inside the case on a circle centered at the center of mass of the case. We suppose that absolute value of the velocity of circular motion of the inner mass is constant. The case moves translationally and rectilinearly on a flat horizontal surface with forces of viscous friction and dry Coulomb friction on it. The inner mass moves in vertical plane. We perform the full qualitative investigation of the dynamics of this system. We prove that there always exist a unique motion of the case with periodic velocity. We study all possible types of such a periodic motion. We establish that for any initial velocity, the case either reaches the periodic mode of motion in a finite time or asymptotically approaches to it depending on the parameters of the problem.
Рассматривается движение механической системы, состоящей из корпуса (твёрдого тела) и внутренней массы (материальной точки), движущейся внутри него по окружности, центр которой совпадает с центром масс корпуса. Предполагается, что абсолютная величина скорости кругового движения внутренней массы постоянна. Корпус движется поступательно и прямолинейно по плоской горизонтальной поверхности, со стороны которой на него действуют силы вязкого и сухого кулонова трения. Движение внутренней массы происходит в вертикальной плоскости. Выполнено полное качественное исследование динамики системы. Показано, что всегда существует единственный режим движения корпуса с периодически меняющейся скоростью. Изучены все возможные типы указанного периодического движения. Установлено, что при любой начальной скорости корпус в зависимости от значений параметров задачи либо выйдет на периодический режим движения за конечное время, либо будет асимптотически к нему приближаться.