当夹角θ取较大的数值θ大时,棒将发生A向下、B向右滑动,这时 f 的方向是水平向左.
由牛顿第二定律得:FA1-f=ma 且 f=μFB,FB=mg (竖直方向不动)
得 FA1=m(a+μg)
车厢是非惯性系,在车厢里看棒受到非惯性力 F惯=ma
以B点为轴,用合力矩为0得 FA1Lcosθ大=mg
L |
2 |
L |
2 |
所以 tanθ大=
2FA1 |
mg |
a+2μg |
g |
a+2μg |
g |
当夹角θ取较小的数值θ小时,棒将发生A向上、B向左滑动,这时 f 的方向是水平向右.
由牛顿第二定律得 FA2+f=ma 且 f=μFB,FB=mg (竖直方向不动)
得 FA2=m(a-μg)
以B点为轴,用合力矩为0得 FA2Lcosθ小=mg
L |
2 |
L |
2 |
所以 tanθ小=
2FA2 |
mg |
a−2μg |
g |
θ小=arc tan
a−2μg |
g |
综上所述,夹角θ应在的范围是:
arctan
a−2μg |
g |
a+2μg |
g |
答:为了使棒不滑动,棒与竖直平面所成的夹角θ应在:arctan
a−2μg |
g |
a+2μg |
g |