问题: 匀速圆周运动
一根细绳,两端分别固定在竖直棒上相距为L的A、B两点,一质量为M的光滑小圆环套在绳子上,当竖直棒以一定的角速度转动时,圆环以A为圆心在水平面上做匀速圆周运动,这时细绳上端与竖直棒成45度角,求竖直棒转动的角速度
解答:
解:据对物理过程的分析,A点应该在下、B点在上。因圆环无摩擦,绳上各点张力相同,设绳的张力为T,圆环受两段绳分别的拉力T及重力mg共三力作用,合力为向心力。设细绳上段与水平方向夹角为θ,θ=90度-45度=45度,(画图)列式:
竖直方向 Tsinθ=mg
水平方向 T+Tcosθ=mω^2r
又 L=rtanθ
解得 ω=[(1+√2)g/L]的平方根。
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