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物理
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如图所示,在一根长1.5L的不能伸长的轻绳上,穿一个质量为m的光滑小圆环C,然后把绳的两端固定在竖直轴上,绳的A、B端在竖直轴上的距离为L/2,转动竖直轴带动C环在水平面内做匀速圆周运动,当绳的B端正好在C环的轨道平面上时,求:
(1)小圆环转动的角速度;
(2)绳的拉力.
人气:239 ℃ 时间:2019-08-18 15:01:13
解答
(1)环C在水平面内做匀速圆周运动,由于环光滑,所以环两端绳的拉力大小相等.BC段绳水平时,环C做圆周运动的半径
r=
.
BC
,
则有:
r
2
+(
L
2
)
2
=(1.5L−r
)
2
解得:
r=
2L
3
环的受力如图所示,则:
Fsinα=mg
Fcosα+F=mω
2
r
又
sinα=
3
5
、
sinα=
3
5
解得:
ω=3
g
2L
故即当绳的B端刚好在C环的轨道平面上时环转动的角速度为:
ω=3
g
2L
.
(2)由(1)中方程可解得:
F=
mg
sinα
=
5
3
mg
故此时绳的拉力为
5
3
mg
.
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