问题: 物理
表演“顶杆”杂技时,一个人站在地上(称为“底人”)肩上扛一长6m、质量为5kg的竹竿,一质量为40kg的演员在竿顶从静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到竿底时速度正好为零。假设加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑总时间为3s,问这两个阶段竹竿对“底人”的压力分别为多大?(g=10m/s2)
解答:
设竿上演员加速下滑的加速度为a1,减速下滑的加速度为a2;加速下滑的距离为s1,减速下滑的距离为s2;加速下滑的时间为t1,减速下滑的时间为t2;演员在从加速下滑变为减速下滑瞬间的速度为v,那么:
a1=2a2……………………………………………………(1)
s1+s2=6……………………………………………………(2)
ti+t2=3……………………………………………………(3)
v^=2a1s1=2a2s2 …………………………………………(4)
v=a1t1=a2t2………………………………………………(5)
由(1)(2)(4)得到:
===> s1=2m,s2=4m
由(1)(3)(5)得到:
===> t1=1s,t2=2s
而s=(1/2)at^,所以:
===> s1=(1/2)a1t1^
===> 2=(1/2)a1*(1)^
===> a1=4m/s^
同理 ===> a2=2m/s^
加速下滑阶段,对演员受力分析:受向下的重力和向上的摩擦力。因此:
mg-f=ma1,即:f=m(g-a1)=40*6=240N
那么,人对竿就有向下的摩擦力,大小=240N
此时,竿子对“底人”的压力=(M+m)g+f=450+240=690N
同理,减速下滑阶段,加速下滑阶段,对演员受力分析:受向下的重力和向上的摩擦力。以向下为正方向。因此:
mg-f=-ma2,即:f=m(g+a2)=40*12=480N
那么,人对竿就有向下的摩擦力,大小=4800N
此时,竿子对“底人”的压力=(M+m)g+f=450+480=930N
版权及免责声明
1、欢迎转载本网原创文章,转载敬请注明出处:侨谊留学(www.goesnet.org);
2、本网转载媒体稿件旨在传播更多有益信息,并不代表同意该观点,本网不承担稿件侵权行为的连带责任;
3、在本网博客/论坛发表言论者,文责自负。