如图所示,两绳系一质量为0.1Kg的小球,两绳另一端分别固定于轴的A、B两处,上面绳长2m,两绳拉直时与轴加角分别为30°和45°,要使两绳始终有张力,计算球角速度的取值范围
如图所示,两绳系一质量为0.1Kg的小球,两绳另一端分别固定于轴的A、B两处
答案:2 悬赏:10
解决时间 2021-02-21 07:26
- 提问者网友:一人心
- 2021-02-20 11:25
最佳答案
- 二级知识专家网友:社会水太深
- 2021-02-20 12:27
当小球速度过低时,只有30度的绳子有拉力(另一条处于松弛状态),当小球速度过高时,只有45度的绳子有拉力(另一条处于松弛状态)。(抱歉,我看不清字母)
所以,两个临界条件:
(1)30度的绳子有拉力,45度的绳子无拉力,但处于拉直状态;
(2)45度的绳子有拉力,30度的绳子无拉力,但处于拉直状态。
对于(1):
对绳子拉力正交分解,30度绳子的拉力水平方向分力充当向心力,竖直方向分力与重力平衡,若设绳子拉力为T,则有如下方程组:
T*sin30=Fn(Fn为向心力)
T*cos30=mg
所以,Fn=mg*tan30=0.1*10*(三分之根号三)=(三分之根号三)
再由向心力公式:Fn=m*W^2*R(R=2*sin30=1米),带入数据计算出角速度的最小值;
最大值即(2)45度的绳子有拉力,30度的绳子无拉力,但处于拉直状态,方法同上。
希望能帮到你。
所以,两个临界条件:
(1)30度的绳子有拉力,45度的绳子无拉力,但处于拉直状态;
(2)45度的绳子有拉力,30度的绳子无拉力,但处于拉直状态。
对于(1):
对绳子拉力正交分解,30度绳子的拉力水平方向分力充当向心力,竖直方向分力与重力平衡,若设绳子拉力为T,则有如下方程组:
T*sin30=Fn(Fn为向心力)
T*cos30=mg
所以,Fn=mg*tan30=0.1*10*(三分之根号三)=(三分之根号三)
再由向心力公式:Fn=m*W^2*R(R=2*sin30=1米),带入数据计算出角速度的最小值;
最大值即(2)45度的绳子有拉力,30度的绳子无拉力,但处于拉直状态,方法同上。
希望能帮到你。
全部回答
- 1楼网友:你好陌生人
- 2021-02-20 13:03
当上绳绷紧,下绳恰好伸直但无张力时,小球受力如下图
由牛顿第二定律得:mgtan30°=mω12r;
又有:r=lsin30°
解得:ω1=
10
3
3 rad/s;
当下绳绷紧,上绳恰好伸直无张力时,小球受力如下图
由牛顿第二定律得:mgtan45°=mω22r;
解得:ω2=
10 rad/s;
故当
10
3
3 rad/s<ω<
10 rad/s 时,两绳始终有张力.
答:球的角速度在
10
3
3 rad/s<ω<
10 rad/s 时,两绳始终有张力.
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