因为水平动量并不守恒,楼主的做法问题出在这.
如果要解题,需要假定杆与圆盘间是无摩擦的,这样会有唯一解.
解题如下:
设水平向右为x正向,由于杆与圆盘的作用力是通过圆盘圆心的,所以不会改变圆盘的转动动量,因此能够改变圆盘转动动量的作用力只剩下摩擦力.
假如地面与圆盘的摩擦力为f(可变),其作用后使圆盘圆心停止运动,即不动了,因此圆盘转动动量的改变量大小为:△Pz=Jω=1/2mr²ω=∫frdt=r∫fdt
从而有水平动量改变量:dPx=∫fdt=1/2mrω
易知摩擦力沿图中右方,即会使系统水平动量升高,故碰撞后总水平动量Px=mωr+/2mrω=3/2mωr
从而杆质心速度v=Px/M=3/2mωr/6m=ωr/4