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用轻质尼龙线系一个质量为0.25kg的钢球在竖直平面内旋转

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/28 22:24:20
用轻质尼龙线系一个质量为0.25kg的钢球在竖直平面内旋转
已知线长为0.1m,若钢球恰能通过最高点,则钢球通过做高点的速度为-----m/s.钢球转到最低点时线受到的拉力是-----N,若将线换成质量可以忽略的轻杆,为了使钢球恰能通过最高点,此杆的最大承受力至少应为-----N(请写过程)
前两个问题的解答 m为钢球质量0.25kg,r为线长0.1m,g为重力加速度10m/s^2,v1为钢球在最高点时的速度,v2为钢球在最低点时的速度
由题目“钢球恰能通过最高点”可以得到钢球在最高点是向心力等于重力,即(mv1^2)/r=mg,代入数值可以得到钢球在最高点是的速度为1m/s
钢球从最高点到最低点过程由动能定理可以得到(mv2^2-mv1^2)/2=2mgr
钢球在最低点是受到的拉力F=mg+(mv2^2)/r
代入数值得到拉力F=15N
换成质量可以忽略的轻杆的话,v3为钢球在最低点时的速度
钢球恰能通过最高点时速度为零
钢球从最高点到最低点过程由动能定理可以得到(mv3^2)/2=2mgr
钢球在最低点时对杆的拉力F1=(mv3^2)/r+mg
代入数值得到此杆的最大承受力至少应为F1=12.5N