问题标题:
质点动量问题长为2l的轻绳上端固定在竖直轴上,中间系一小球A,下端系一小球B,B套在光滑的竖直轴上,两球的质量都为m若A球以角速度W绕竖直轴做圆周运动,求两绳与竖直轴的夹角和绳中的张力
问题描述:
质点动量问题
长为2l的轻绳上端固定在竖直轴上,中间系一小球A,下端系一小球B,B套在光滑的竖直轴上,两球的质量都为m若A球以角速度W绕竖直轴做圆周运动,求两绳与竖直轴的夹角和绳中的张力.
毛海岑回答:
不知道为什么图片上传不上来了……
给些记号.上边那根绳子张力叫做Tup,下边叫做Tdown.竖直轴对B压力叫做N.绳子与竖直轴夹角叫做α.
首先分析B球.容易知道,必有:
mg=Tdowncosα
则有:
N=Tdownsinα=mgtanα,Tdown=mg/cosα
再分析A球
由于匀速圆周运动需要向心力,故而有:
Tdownsinα+Tupsinα=mRω^2
其中,R=lsinα
可以得到:
Tup=m(lω^2-g/cosα)
同时又有:
Tupcosα=Tdowncosα+mg
与上式联立,解得:
cosα=3g/(lω^2),即α=arccos[3g/(lω^2)]
从而有:
Tup=(2/3)mlω^2;
Tdown=(1/3)mlω^2
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