力矩做功的问题一长度为l,质量为m的均匀细棒,可以绕通过其一端的水平轴在竖直平面内*转动,现使杆与竖直方向成90°并由静止释放.试用功能关系求:当杆转动到与竖直方向成30°的时候杆的角速度.我想用 力矩做工等于刚体转动动能的变化 来求,这样怎么具体算了,我算的老是错的.

问题描述:

力矩做功的问题
一长度为l,质量为m的均匀细棒,可以绕通过其一端的水平轴在竖直平面内*转动,现使杆与竖直方向成90°并由静止释放.试用功能关系求:当杆转动到与竖直方向成30°的时候杆的角速度.
我想用 力矩做工等于刚体转动动能的变化 来求,这样怎么具体算了,我算的老是错的.

没必要用角位移来求功,因为那是自找麻烦。用动能定理会很容易实现。1/2*mgl=1/6*m*l^2*w^2,解此一元一次方程即可。
如果用做功的方式,则需要注意力矩是个随角度变化的量:M(α)=mg*(l/2)*cosα,所以dW(α)=M(α)dα,对此左右积分,从0到π/2。

重力矩并不是恒力矩,M=1/2mglsinθ,把它对θ从90度到30度积分就可以求出重力矩做功了。
等式右边是动能改变E=1/2Jω^2=1/2*(1/3ml^2)ω^2
两边相等求出角速度。
这个重力是恒力,有现成的恒力做功你不用偏要用力矩做功,这不是找虐嘛、、