Contents
1 Kinematics and Statics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Basic Concepts and Formulae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.1
Motion in One Dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2.2
Motion in Resisting Medium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.3
Motion in Two Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.4
Force and Torque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.5
Centre of Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2.6
Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.3 Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3.1
Motion in One Dimension . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.3.2
Motion in Resisting Medium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.3.3
Motion in Two Dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.4
Force and Torque . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.3.5
Centre of Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.3.6
Equilibrium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
2 Particle Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.1 Basic Concepts and Formulae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2 Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.2.1
Motion of Blocks on a Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
2.2.2
Motion on Incline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.2.3
Work, Power, Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.2.4
Collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.2.5
Variable Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.3 Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.3.1
Motion of Blocks on a Plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.3.2
Motion on Incline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.3.3
Work, Power, Energy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.3.4
Collisions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.3.5
Variable Mass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
ix