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长度为0.5m的轻杆0A绕0点在竖直平面内做圆周运动,A端连着一个质量为m=2kg的小球,求在下述的两种情况下,通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向:(g取10/s2)(1)杆做匀速圆周运
题目详情
长度为0.5m的轻杆0A绕0点在竖直平面内做圆周运动,A端连着一个质量为m=2kg的小球,求在下述的两种情况下,通过最高点时小球对杆的作用力的大小和方向:(g取10/s2)
(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0r/s;
(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5r/s.
(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0r/s;
(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5r/s.
▼优质解答
答案和解析
(1)当n=2.0r/s时,小球在最高点,根据向心力公式得:
mg+F1=m(2πn)2L
代入数据解得:F1=140N,方向向下,
根据牛顿第三定律可知,小球对杆的作用力的大小为140N,方向向上,
(2)当n′=0.5r/s时,小球在最高点,根据向心力公式得:
mg+F2=m(2πn′)2L
代入数据解得:F2=-10N,负号表示方向向上,
根据牛顿第三定律可知,小球对杆的作用力的大小为10N,方向向下.
答:(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0r/s时,小球对杆的作用力的大小为140N,方向向上;
(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5r/s时,小球对杆的作用力的大小为10N,方向向下.
mg+F1=m(2πn)2L
代入数据解得:F1=140N,方向向下,
根据牛顿第三定律可知,小球对杆的作用力的大小为140N,方向向上,
(2)当n′=0.5r/s时,小球在最高点,根据向心力公式得:
mg+F2=m(2πn′)2L
代入数据解得:F2=-10N,负号表示方向向上,
根据牛顿第三定律可知,小球对杆的作用力的大小为10N,方向向下.
答:(1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0r/s时,小球对杆的作用力的大小为140N,方向向上;
(2)杆做匀速圆周运动的转速为0.5r/s时,小球对杆的作用力的大小为10N,方向向下.
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